2024年11月1日，由建筑师、工程师、人类学家和城市规划师组成的国际跨学科团队“海伯利安项目”发起了一项载人星际旅行设计竞赛。
该活动由星际研究倡议组织（i4is）主办，这是一个总部位于英国的非营利组织，致力于对邻近恒星周围的系外行星进行机器人和人类探索，并最终实现定居。竞赛奖金为1万美元，参赛者需利用现有技术及近期可能实现的技术，提出世代飞船（又名世界飞船）的概念。
2025年7月23日，该组织宣布了三名竞赛优胜者，他们是从全球各团队提交的数百个创意中选出的。获胜作品的评选依据是其是否符合所有竞赛标准、细节的深度，以及对建筑、工程和社会科学设计方面的整合。
简而言之，前三名奖项授予了那些能够使一个社会在资源高度受限的环境中维持自身发展，并在长达数个世纪的旅程中，前往另一颗宜居星球的提案。
太空探索的挑战和危险是众所周知且有详细记录的，包括长时间的航行、辐射暴露、所需的物资数量，以及与其他船员在加压飞船狭小空间内共处的危险。
正如俗话所说，“太空探索困难重重”，而星际旅行尤其困难和危险。对于远离地球如此之远的任务，补给任务不仅不可行，而且航天器前往最近恒星所需的时间和能量也是巨大的障碍。
世代飞船方面，如我们之前的文章所述，使用当前或技术上可行的推进方法，到达最近的恒星（半人马座阿尔法星）需要1000到81000年。
目前，在人类有生之年从一个恒星系统前往另一个恒星系统的唯一方法是定向能推进，即配备光帆的克级飞船由激光阵列加速到相对论速度（光速的一小部分）。提出的概念包括“突破摄星计划”和“蜂拥半人马座比邻星计划”，这两个计划均源自i4is在2015年进行的可行性研究“蜻蜓计划”。
自太空时代早期以来，已经提出了几种在合理时间内（几年到几十年）将载人任务送往附近恒星的方法。然而，这些方法要么成本过高，要么需要重大的技术进步，要么需要发现新的物理学理论，或者是这些因素的组合。
唯一的替代方案是开发能够容纳船员进行长途旅行的飞船，这意味着航天器需要具备生物再生生命支持系统（BLSS），以及种植食物、循环水和空气所需的设备，并且有足够的空间供多代人生活和成长。
自20世纪初以来，通过科幻小说和可行性研究对这一概念进行了探索。已知最早的例子是1918年罗伯特·H·戈达德的论文《终极迁徙》，他是“火箭之父”之一，美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心就是以他的名字命名的。
根据他的提议，飞船将由原子能或氢/氧燃料与太阳能的组合提供动力，而船员将在旅程中处于假死状态。
另一位“火箭之父”康斯坦丁·E·齐奥尔科夫斯基在他1928年的论文《地球与人类的未来》中也提到了多代飞船的想法。在论文中，他描述了一个自给自足的“诺亚方舟”，船员在其中保持清醒状态，直到数千年后到达目的地。
J.D. 伯纳尔（“伯纳尔球体”的发明者）在1929年的论文《世界、肉体与魔鬼》中对世代飞船进行了早期描述，该论文探讨了人类进化及其在太空中的未来。
1946年，波兰裔美国数学家斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆（曼哈顿计划的参与者）提出了如何将核装置重新用于太空探索，即核脉冲推进（NPP）。
1955年，美国国家航空航天局发起了“猎户座计划”，这是由高级研究所的弗里曼·戴森和通用原子公司联合进行的一项研究，旨在研究用于星际旅行的核脉冲推进。1963年《部分禁止核试验条约》签署后，该项目被放弃，该条约强制永久禁止在地球轨道进行核试验。
随后在1964年，罗伯特·恩兹曼博士提出了迄今对世代飞船最详细的描述。这艘“恩兹曼星际飞船”长600米（2000英尺），最初可容纳200名船员（有扩展空间），并依靠氘燃料和聚变反应实现相对论速度。
20世纪70年代，英国星际学会（BIS）进行了一项名为“代达罗斯计划”的星际旅行可行性研究，该计划要求建造一艘两级聚变动力航天器，能够在一个人的有生之年前往距离地球5.9光年的巴纳德星。
虽然这个概念是针对无人航天器的，但它为2009年由BIS和零 Tau 基金会发起的载人版本概念“伊卡洛斯计划”提供了参考。
近年来，美国国家航空航天局先进概念研究所（NIAC）研究了用于长期太空任务的反物质推进。这种方法涉及氢原子和反氢原子之间的碰撞，具有极高的能量密度和低质量的优点。
2017年至2019年间，斯特拉斯堡天文台的弗雷德里克·马林博士使用他们自己创建的一种新型数值软件（称为HERITAGE）进行了一系列高度详细的研究。这些研究考虑了世代飞船的所有必要参数，包括最小船员规模、遗传多样性和飞船尺寸。
参赛团队是跨学科的，至少需要一名建筑设计师、工程师和社会科学家（社会学家、人类学家等）。每个团队的任务是创建具有自我维持生态系统的飞船，包括农业、居住和其他必要的生命支持系统，以确保多代人的生存。
根据竞赛规则，这些飞船需要具备以下条件：能供1000 ± 500人在数个世纪内宜居；通过旋转产生人工重力；构建一个能确保良好生活条件的社会，包括提供住所、衣物等基本必需品；具备强大的食物、水、废物和大气生命支持系统；拥有知识传承机制以保留文化和技术。
此外，他们的航天器概念需要展示如何实现最高速度达到光速的10%（0.1c），从而在大约250年内到达距离地球约4.25光年的最近宜居系外行星——比邻星b。
以下是获得前三名的作品：
第一名：“蝶蛹号”
“蝶蛹号”团队来自意大利，成员包括建筑师和景观设计师贾科莫·因费利塞、经济科学家和创新者维罗妮卡·马利、天体物理学家和工程师圭多·斯布罗焦、环境工程师和自由艺术家内文卡·马蒂内洛，以及心理学家、女演员和艺术家费代丽卡·基娅拉·塞尔佩。
他们的飞船设计为模块化圆柱形结构，前端部分最小化，从而减少微流星体和轨道碎片（MMOD）碰撞的威胁，并降低加速和减速阶段的结构应力。
飞船全长58000米（63430码），直径6000米（6560码），总质量24亿公吨（2.65亿美吨）。航天器使用直接聚变驱动（DFD）推进系统，以及氦 – 3（3He）和氘（2H或D）燃料产生0.1g（0.98m/s²）的加速度。
经过一年的加速期后，设计师预计旅程至少400年，在接近比邻星b时再进行一年的减速。
位于前端的栖息地具有同轴旋转结构，由嵌套的层级组成，从外到内依次为粮食生产和生态系统、公共空间、住宅和花园、设施、仓库层以及轴向核心。
每个外壳在整个旅程中持续旋转，以模拟地球般的重力，并为约600名居民提供所有必要的住房、基础设施、能源和资源。在飞船前端是宇宙穹顶，乘客可以在低重力环境下娱乐时观赏宇宙。
该设计还配备了一种可选的交替旋转系统以减少扰动，即奇数号外壳顺时针旋转，偶数号外壳逆时针旋转。正如i4is在新闻发布中所说：“蝶蛹号以其系统层面的连贯性和模块化栖息地结构的创新设计，以及整体细节深度给评审团留下了深刻印象，例如其中包括空间制造以及在南极洲进行任务前船员准备的价值。其模块化外壳设计促进了灵活性和连通性，支持功能性和可扩展性。大型穹顶结构增添了戏剧性的电影质感，让人联想到科幻经典作品，而整体系统层面的规划——不仅涵盖建筑，还包括如何建造飞船——尤为出色。”
第二名：“WFP Extreme”
“WFP Extreme”团队由来自克拉科夫工业设计学院极端环境设计工作室的建筑师、设计师和科学家组成。
该团队由DEES负责人、设计方法学副教授米哈尔·克拉西克博士指导，他曾在麻省理工学院（MIT）进行与太空服设计相关的研究。
他们的航天器由一个中央核心和两个反向旋转的环组成，反向旋转提供模拟重力的同时最小化科里奥利效应。每个环直径500米（约550码），包含生活区、工作区和社交区域，分为六个社区（每个环三个）。
核心区域容纳飞船的水培农场、能源系..
评审团认为该概念“整体卓越”，原因如下：“WFP Extreme特别注重文化和社会层面，包括服装和精神空间等概念。它在文化和社会考量方面表现出色，在这一领域提供了一些最经过深思熟虑的想法。建筑设计引入了先进技术，如辐射防护，并展示了诸如‘出租车胶囊’和个性化船员服装等创意元素。”
第三名：“Systema Stellare Proximum”
获得第三名的团队由麦克马斯特大学机械工程教授菲利普·科希博士、医生兼医学专家扬·约翰·伊佩以及平面设计师阿玛里斯·伊沙娜·马森组成。
他们的概念是“Systema Stellare Proximum”，这是一艘在空心小行星核心内有两个反向旋转的斯坦福环面的星际飞船。该飞船拥有量子 – AI导航系统，初始阶段使用核脉冲推进，第二阶段切换为离子推进。正如他们在提案中所描述的：“2320年，人类已完全转变为基于太空的经济，并征服了太阳系。作为一个物种，人类已经将科学推进到我们准备好开始星际探索的程度。星际铁路将不仅仅是一项技术奇迹——它将标志着人类迁徙的历史性转折点，这一转折点在2080年后真正开始。涉及有感知生物的首次深空任务将开始，最初专注于捕获或开采附近的小行星以获取资源，并开发一系列向比邻星b进发的机器人探测器。”
他们的设计是“仿生学”的一个例子，大致基于水母的进化特征，以降低与深空旅行相关的风险。这包括使用类似水母头部（或“钟形”）形状的小行星外壳作为盾牌，抵御辐射和撞击。
小行星的前缘由不同密度的材料组成，类似于水母的钟形结构，以消散撞击能量。盾牌表面还配备了自愈技术和机器人，不断修复受损部分。
另一个仿生学例子是受水母触手脉冲运动启发的脉冲等离子体离子推进系统。飞船还依靠一群使用静电推进的系留无人机，在需要时进行操纵或固定位置。
星际飞船还在其表面整合了一个传感器网络，提供态势感知，识别潜在资源（或技术特征），并检测微流星体撞击、辐射水平和其他环境危害。这由自适应导航系统补充，利用这些传感器数据进行轨迹调整。
内部栖息地是一个类似于某些水母物种的模块化系统，允许扩展和重新配置。生命支持系统是闭环且生物再生的，利用藻类或其他微生物将废物转化为食物和氧气。
此外，星际飞船整合了水培/水产养殖系统，用于支持鱼类种群（一种瘦肉蛋白和脂肪酸来源）和净化水。最后，飞船采用基于激光的防御系统，瞄准并汽化太小而无法被小行星盾牌阻挡的微流星体。根据评审团的评估：“Systema Stellare Proximum以其沉浸式的故事叙述脱颖而出，将技术、社会和文化方面无缝结合。这个概念提供了丰富而富有想象力的叙述，深思熟虑地将长期太空居住的社会、技术和文化方面编织在一起。它的故事引人入胜，通过创造性的场景探索社区动态甚至精神层面——强调共享价值观在构建有韧性的跨代社会中的作用。使用小行星作为辐射盾牌是一个大胆而引人注目的策略，再加上受水母形态启发的视觉上引人注目的结构。”
除了前三名作品外，许多参赛作品也获得了荣誉提名。如需查看完整的获奖作品列表，可访问海伯利安项目网站。