高達太空殖民的先驅年代SPACE AGE 富野由悠季的太空創作厎感
◎text_鬼 ｜◎design_MarcoC
1979年於日本開始播放的《機動戰士GUNDAM》（又稱《高達》），故事以地球人 (THE EARTHNOIDS) 與太空殖民 (THE SPACENOIDS) 之間的爭端作引子，從而觸發起人類在宇宙世紀 (UNIVERSAL CENTURY，下稱U.C.) 的首場戰爭。撇開阿寶與馬沙的宿命；機械人的打鬥，高達卡通的另一原創性無疑是建構出一個非常完整、甚至嚴謹的世界觀。延續六十年代SPACE AGE人類對未來生活的憧憬與遐想，
《高達》之父富野由悠季將天體力學、宇宙殖民地 (SPACE HABITAT) 等學術概念融入動畫設定當中，為《高達》的科幻故事譜上寫實性，成就出一代的經典。
人類定居宇宙學說
《高達》在U.C.時軸的故事裡，講述地球自九十年代開始因為人口過度膨脹而導致資源、糧食不足等問題。然後，世界自1999年正式一體化，各國最終摒棄了國界統一成為地球聯邦，繼而展開了「宇宙移民計劃」。2045年，宇宙殖民地正式動工興建，人類的歷史亦從公元改曆成為宇宙世紀，是為U.C.0001年。然後地球人逐漸移居宇宙，分別於SIDE 1至SIDE 7七個宙域的殖民衛星 (COLONY) 裡定居。
其實早於十九世紀末，已經有小說作者提出過人類定居宇宙的概念，乃至二十世紀初，更有學者著手研究宇宙殖民地 (SPACE HABITAT) 的可行性，從探索居住地的設計開始，至到解決食物、水源、空氣供應以至重力等各方面問題。直至七十年代，更催生出多個宇宙殖民地的設計方案，當中比較成熟的主要就有ISLAND ONE、TWO以及THREE三項設計。
ISLAND ONE，又稱為「BERNAL SPHERE」或者「島一型」，於1929年由愛爾蘭科學家JOHN DESMOND BERNAL發表。設計以一個直徑十六公里的球體為核心，裡面為一個注入空氣的居住空間，適合二三萬人定居。但礙於概念比較簡陋，於是美國物理學博士GERARD K. O'NEILL於1975年期間就嘗試優化ISLAND ONE的細節，將原來的直徑縮小到只有五百米，但左、右兩端就延伸出圓柱狀名為「CRYSTAL PALACE」的農業產區，為島內居民提供糧食供應。衛星並以此為軸心以每分鐘一點九圈的速度自轉，借助離心力作為居住區重力來源。而球體的外圍亦設有反射鏡，用以將太陽光線反射到球體內，模擬地球晝夜環境。然而，因為體積大幅度減小，因此島一型衛星大概亦只能容納一萬以下的人口定居。
站在經濟立場，ISLAND ONE似乎並不符合成本效益，於是O'NEILL隨後又為設定稍作修改，成為ISLAND TWO (島二型)。基本上，O'NEILL的島二型跟島一型無異，只是衛星的直徑延伸至一千八百米，足以容納更多人口以應付島內各項產業的生產效益。縱然球狀設計在氣壓分佈、遮屏外太空幅射的效果比較理想，但基於建造的複雜性以及成本考量，於是在1975年期間，美國太空總署 (NASA) 在加州史丹福大學 (STANFORD UNIVERSITY) 又發表了另一項名為「STANFORD TORUS」的宇宙殖民地設計，引用「火箭之父」WERNHER VON BRAUN的「ROTATING WHEEL SPACE STATION」為藍本，以冬甩形環狀管道取代球體形式，直徑同樣為一千八百米，居住人口卻最多可以達至十四萬。因為宇宙殖民地依靠自轉的離心力作為「人工重力」，因此島一型的內部愈接近旋轉軸心，理論上重力亦相對愈低，因此衛星內有不少空間實際都不宜居住，於是STANFORD TORUS就修正了以上的弊端，一方面節省建材，同時又提升空間運用比率。
同樣歸類為ISLAND TWO的STANFORD TORUS以每分鐘自轉一圈的速度為管道內壁製造0.9G至1G的重力，而中心低重力部份就成為產業區塊以及連接管道的交通樞紐；而反射鏡則分別設於軸心以及環面下方，陽光先從底端大反射鏡反射至軸心，再經中央折射到管內壁。而設計於1997年又引申出另一更巨型的「BISHOP RING」指環型方案，採用開放式設計，以高強度納米碳管取代鋼材打造，直徑可以長達五百公里，在後來的電子遊戲《HALO》當中，概念更成為了一件秘密武器。
至於比較廣為人知的宇宙殖民地方案，則是GERARD K. O'NEILL於1976年發表的ISLAND THREE。設計又稱為「O'NEILL CYLINDER」，呈圓筒狀，由兩組直徑八公里，長三十二公里的圓柱體組成，兩座柱體分別以相反方向旋轉，以抵銷旋轉時的進動 (PRECESSION) 所產生的陀螺效應，讓衛星能夠準確對準太陽。而U.C.的世界當中的「COLONY」，亦是以島三型為藍本，詳細於後面的篇幅再續。
LAGRANGIAN POINT
殖民衛星的拉格朗日點是甚麼？
在原來的《機動戰士GUNDAM》動畫當中，雖然沒有著墨描述各個殖民衛星 (COLONY) 所處於的位置，不過隨著後來的小說、漫畫，加上《機動戰士GUNDAM THE ORIGIN》、《機動戰士GUNDAM MS IGLOO》等動畫系列更詳盡的補充說明，就明確指出在U.C.世界當中，SIDE 1至SIDE 7的殖民衛星實際是依據「拉格朗日點」佈置於地球與月球軌道的五個點之上。
天體力學中的拉格朗日點 (LAGRANGIAN POINT)，又叫作平動點，是十八世紀由瑞士數學家LEONHARD EULER以及意大利數學家JOSEPH-LOUIS LAGRANGE根據二體引力場推算得來的五個特殊解 (PARTICULAR SOLUTION)。所指的就是當兩個天體環繞運行，它們的空間中就有五個點 (L1至L5) 可以放置第三個物體，透過萬有引力之間的平衡，從而令該物體與原來的兩個天體相對位置保持不變。而拉格朗日點是可以存在於任何三體系統當中，如太陽－地球系統；又或者地球－月球系統。
在高達動畫裡面，各個殖民衛星就是跟據地球－月球系統的拉格朗日點定位於L1至L5之中，讓SIDE 1至SIDE 7能夠在月球軌道上保持相對靜止狀態。而位處地球與月球之間的L1，故事中就稱為拉格朗日一號宙域，就是SIDE 5衛星群——魯姆 (LOUM) 的所在地，亦是人類進入宇宙世紀後爆發首場大型會戰——魯姆會戰的宙域，戰爭最終幾乎摧毀了整個SIDE 5殖民衛星群，只剩下一座名為TEXAS的殖民地。至於動畫的男主角阿寶，就是居住於離月球最遠的拉格朗日三號宙域SIDE 7——諾亞 (NOA) 之中。
而自護軍的據點則是位處月球背面的拉格朗日二號宙域SIDE 3——慕佐 (MUNZO)，並以兹姆市 (ZUM CITY) 為自護公國的首都。當時人類更發展出小行星拖曳技術，能夠從木星附近將擁有礦物資源的小行星拖曳到拉格朗日點之上，於是自護公國就利用所羅門 (SOLOMON)、阿巴瓦空 (A BAOA QU) 作為前線要塞，並與月球背面的格拉拿達市 (GRANADA) 組成一道無形的防線。而地球聯邦於太空的宇宙基地，則是鄰近SIDE 7的月神二號 (LUNA II)。
值得一提是拉格朗日點中，以L1至L3為相對不穩定的宙域，而現實之中位處L1、L2、L3之上的衛星都需要軌道位置固定技術作軌道調整，因此L1、L2以及L3又被稱為暈輪軌道 (HALO ORBIT)，而故事中阿寶親手製作的寵物機械人——哈囉 (HARO)，據說其名字就是源於「HALO」ORBIT，並不是HELLO。
殖民衛星運作原理
前文提到《機動戰士GUNDAM》中的殖民衛星 (COLONY) 是以GERARD K. O'NEILL博士的ISLAND THREE方案為設計藍本，不過比起O'NEILL CYLINDER，故事中的殖民衛星則是由一個直徑六點四公里，長三十六公里的圓筒構成，設計亦分別有「開放式」以及「封閉式」兩種。開放式的設計圓筒內共劃分成六個區塊，當中三個區塊為居住區域；另外三個區塊則是透明外壁，用作引入反射的陽光。相對連接於圓筒外壁為三面巨大反射鏡，主要用作調整圓筒內的光暗從而營造地球的晝、夜生活環境以及利用太陽能作發電用途，因此每個殖民衛星的軸心都需要對準太陽 (自護公國的SIDE 3為例外)。
圓筒的前端則連接一組直徑約十四公里的圓環，主要為農業區塊，為殖民衛星內的居民提供穩定糧食供應。而圓筒前、後端為工業區，中間軸心無重力部份主要就用作與其他衛星、地球、月面城市往來的太空港。殖民衛星內同時又引用「遠心重力裝置」技術，透過圓筒內每兩分鐘自轉一圈的速度產生接近1G的重力，亦因為圓筒的半徑大於五百米，因此在殖民衛星內生活的居民不會因旋轉速度而感到暈眩不適。當然，跟前面提及過的島一型、島二型一般，屬於島三型設計的殖民衛星，人工重力一樣局限於內壁部份，於是愈是接近旋轉軸心，理論上重力亦相對愈小，因此殖民衛星內的建築，一般都不會超過十層樓高。
在高達故事中，同時又虛構了人類移居宇宙之後，因為生活環境的重力減少 (人工重力一般維持於0.9G水平)，卻促進了精神領域上的成長，甚至擁有與人心靈溝通的超能力，是為「新類型人」(NEW TYPE，簡稱N.T.)，因此在小說以及後來的《機動戰士GUNDAM UC》中亦曾提及在殖民衛星內，高層建築的價格因為需求而相對高昂，只有富裕人家才有能力居住高層的樓房。
A. 殖民衛星前端的軸心，主要用作太空港，以及管制機構設施等用途。
B. 直徑十四公里的圓環，用作農業生產用途，讓殖民衛星在糧食上能做到自給自足。
C. 巨型反射鏡，用作採光，透過調較鏡面角度控制園筒內生活區塊的晝夜，以及利用太陽能作發電用途。
D. 開放式設計的透明外壁。
E. 圓筒內的居住區塊。
F. 殖民衛星內主要以電能車作代步工具，衛星的外壁又會設有地下鐵等公共交通設施。
G. 圓筒的前、後兩端主要用作工業設施用途。
《機動戰士GUNDAM UC》封閉型殖民衛星
SIDE 1、2以及SIDE 4至SIDE 7的殖民衛星均採用「開放式」設計，圓筒內有一半的面積都用於透明外壁；然而，在U.C.世界當中就只有SIDE 3是屬於封閉型，即內壁全部面積均是居住區域，因此比起開放式能容納多一倍的人口，以解決自護公國本身的人口膨脹問題。封閉式殖民衛星沒有反射鏡裝置，主要是位處拉格朗日點二號宙域的SIDE 3大部份時間都被月球遮擋，因此自護利用了米諾夫斯基核融合爐技術 (故事中虛構的物理技術) 於圓筒軸心建造了人工太陽，而在2010年播映的OVA《機動戰士GUNDAM UC》當中，亦有交代人工太陽是一個溫度極高的發光管，即使在夜間，都一樣會發出微弱的光線。
殖民衛星成戰爭武器
79年播映的《機動戰士GUNDAM》其實只約略交代過一年戰爭的成因，其實早於戰爭開端，即宇宙曆0079年1月3日，自護公國正式向地球聯邦宣戰不足四十小時內，軍隊就發動了「不列顛作戰」計劃奇襲SIDE 2殖民衛星群，又以神經毒氣殘殺衛星內的居民，並把當中的「伊菲修島」(ISLAND EFFICIAL) 殖民衛星裝上引擎，將之作為大殺傷力武器推向地球，目標是墜落並摧毀地球聯邦位於南美的軍事基地，最終卻誤落於澳洲的雪梨上空，造成三億二千多萬地球人死亡。而將殖民衛星當成武器的情節，在往後《機動戰士GUNDAM 0083 STARDUST MEMORY》中仍然繼續出現。
