藝術傢描繪BFR火箭運載星艦飛船抵達火星。

藝術傢描繪BFR火箭運載星艦飛船抵達火星。

此前馬斯克認為原型機SN8試飛失敗的可能性為三分之二,他發佈推特信息激動地表示,火星,我們來瞭!

但在這枚最大原型飛船爆炸之前,SpaceX公司就已經開始忙著研發兩艘技術更先進的原型飛船,對於憑一已之力振興美國航天事業的企業傢馬斯克而言,關鍵在於快速行動、從錯誤中吸取教訓,開發新型技術和工程方法,技術不斷升級,在測試飛行中不斷完善改進。

SpaceX公司知道星艦飛船可能存在很多問題,畢竟前兩艘飛船爆炸瞭,但這就是馬斯克堅持不懈的研發理念,SpaceX公司的工程師們每天都要努力應對一項非常艱巨的挑戰,即讓世界最大的宇宙飛船和火箭脫離地球引力,進入軌道,同時確保能夠安全著陸並再次飛行。

對於馬斯克來講,實現這一目標的唯一途徑就是反復試驗,不斷接近正確設計,這正是SpaceX公司“猛禽”發動機所要做的,馬斯克說:“我們現在使用的是23號猛禽發動機,或者是24號猛禽發動機,它更輕,成本更低,幾乎在每個方面都比1號猛禽發動機更優秀,1號猛禽發動機基本上啟動就爆炸瞭,最初猛禽發動機的事故爆炸率達到14-16%。”

前不久發射失敗的星艦SN8原型機高度相當於16層樓高,更重要的是,它的結構設計並不完整,還需要另一枚23層樓高的助推火箭將其送入軌道,同時保留其燃料,然後再由另一枚火箭在太空中補充燃料。馬斯克期望能夠每周建造一艘星艦飛船,他說:“我認為我們可能需要1000艘飛船的訂單。”

為什麼會有大量飛船訂單?

藝術傢描繪未來火星城的鳥瞰圖。

藝術傢描繪未來火星城的鳥瞰圖。

SpaceX公司最終目標是希望平均每天發射3枚星艦火箭,每枚火箭的載量達到100噸。每次火星-地球同步軌道大約26個月一次,未來在該時間窗口發射1000艘星際飛船,就能運載10萬人前往火星。

以上數據加起來就是馬斯克經常提到的“黃金數字”——100萬人,他認為,要使地球人類在火星表面人口可持續性發展,並且與地球發展截然不同,就需要有至少100萬人生活在火星。更具體地講,馬斯克評估出重建地球整個工業基地需要多少人,這樣他們就可以在不依賴地球資源的情況下建造、制造加工任何事物。

該火星殖民計劃的核心來自馬斯克希望人類成為一支跨星球物種,他認為這對人類生存繁衍至關重要。他曾信心十足地說:“如果地球出現生存危機,我們是無法拯救的,這將意味著人類將走向滅絕之路。”當他提出人類殖民火星的夢想,很快意識到這是一項成本高昂的太空計劃,將任何事物推出地球軌道的成本都高得令人望而卻步。

在此之前,美國宇航局在太空任務中承擔高昂的費用,平均每公斤重量需要支付94996美元,一切航天飛機的任務花費超過瞭5億美元,一旦助推火箭將航天飛機送入太空,它們最終就會丟棄,掉入海洋之中。

馬斯克的太空計劃改變瞭該現狀,SpaceX公司的首要任務之一是通過建造自著陸火箭,將發射成本大幅降低。經過多次墜落和爆炸事故,SpaceX公司最終於2016年實現飛船成功著陸,該星艦火箭是一種可重復使用多次的火箭,可以提高公司利潤,讓馬斯克的夢想更接近現實。

當前SpaceX公司在低地球軌道運送70噸有效載荷的費用是1.5億美元,這相當於運送每公斤貨物費用大約285美元,這遠比之前太空飛行成本低許多。目前,馬斯克希望把這個價格進一步降低,降至每公斤10美元,這樣就可以低成本將人類送到火星。

在開發設計更好、功能更強大的發動機之後,SpaceX公司很快成為美國宇航局和美國國防部的商業承包商,提供價值不菲的太空運送服務。該公司獲得的利潤用於再投資更先進的火箭和發動機裝置,為美國宇航局提供相對較小的商業太空發射。

近年來,隨著SpaceX公司的快速發展,現已成為美國宇航局太空發射任務的主要合作方,2019年2月,美國眾議院要求的關於美國宇航局是否可以在2033年飛越火星的獨立報告中得出結論,2033年火星軌道任務是“不可行的”,認為2039年是一個更可能實現的時間表。

近年來,美國商業太空領域除SpaceX占據一席之地,還湧現出多傢公司,例如:藍色起源公司,該公司創始人是亞馬遜網購公司締造者傑夫·貝索斯,他還著眼開發火星探索技術,公司擁有潛力十足的商業前景和未開發資源的新境界。美國宇航局一份研究報告評估稱,太陽系小行星帶中發現的金屬和礦物價值可能達到1000億美元以上。

為什麼選擇登陸火星?

馬斯克認為,這是因為他沒有更好的太空探索選擇。金星表面溫度過高,可以融化鉛,並且大氣壓非常高,存在酸雨和熱風。距離地球最近的天體是月球,但是月球沒有太多的資源,而且大氣層稀薄,月球一天相當於29個地球日,如果沒有大氣層,氣溫會變得非常冷或者非常熱,水星白天溫度非常高,晚上則異常寒冷。

木星、土星、天王星和海王星都是凝結的氣態行星,不適合長期居住,這些星球表面壓力大得令人以置信,木星和衛星的衛星可能是不錯的候選對象,但是它們比火星更遙遠,溫度更低,冥王星距離地球太遙遠,並且表面溫度很低。

這就使得火星成為瞭理想的候選者,星球表面溫度低,但不太冷,夜晚黑暗,但不比地球黑暗太多。最重要的是,它距離地球不太遠,一個火星日與地球日的時間長度非常接近,該因素對於種植地球農作物非常重要。

火星表面重力是地球重力的三分之一,表面有大量冰凍水和二氧化碳,我們星球上的植物很容易將這些二氧化碳轉化為氧氣,這對於火星的“地球化”至關重要。從本質上講,地球化改造將試圖使火星永久地更像地球,可能是通過全球變暖,直到火星能夠支持植物生長。

但即便如此,馬斯克的觀念仍是超前的,他欣然承認,登陸火星存在很多問題,研發測試火星飛船僅是初期問題之一。

BFR火箭:可向火星運載1000噸物資

BFR火箭運送星艦飛船進入火星軌道。

BFR火箭運送星艦飛船進入火星軌道。

最終,SpaceX公司希望使用超巨大火箭助推器——BFR,將星艦飛船發送至火星軌道。馬斯克的設計理念是正確的,當前SpaceX最大的火箭是“重型獵鷹”,是人類歷史上最強大的助推火箭,可以攜載13噸物資進入太空,但這遠遠不夠。

對於BFR火箭,其最初設計能攜載數百噸物資進入太空,最終可以達到1000噸。SpaceX當前性能最好的火箭運載量不足BFR火箭總運載量的1%。BFR火箭計劃建造25層樓高,其擁有強大的“猛禽”發動機,可攜載172輛汽車的重量,或者一架波音747飛機,該運載火箭配備42個“猛禽”發動機。

這個巨大的助推器將星際飛船送入太空,在那裡它將一個類似的準備就緒的助推器連接,推動飛船完成整個火星旅行。在飛往火星的漫長旅程中,飛船能提供零重力遊戲場地、電影院、報告廳和餐廳,總而言之,這是一艘零重力太空遊輪,馬斯克希望最終每張火星機票售價50萬美元。

烏托邦還是反烏托邦?

在Starlink服務條文中有一條,即SpaceX的星載衛星網絡未來將為地球提供互聯網,希望未來火星也能覆蓋該項服務。

該條款指出,對於提供的火星服務或者前往火星途中的星際飛船、其他殖民飛船,雙方承認火星是一顆自由行星,地球上任何政府都對人類火星活動沒有幹涉權。

這將產生一個爭議問題:誰將在火星執行管理權?SpaceX公司不會承認任何國際法,但會自行制定相關管理規則。

雖然理論上是合理的,但是最初抵達火星生活的人類宇航員,他們所處環境艱苦惡劣、危機四伏,例如:如果你改變瞭主意,決定你不希望在火星度過餘生,但你此時無法直接乘坐飛船離開這裡。此外,火星殖民生活還有許多爭議問題,如何懲罰火星宇航員的犯罪行為?女性如何在火星表面生育後代?在輻射嚴重的火星表面,分娩是非常不安全。誰將最終獲得商業太空工業的巨大利潤?

盡管許多人初衷是為瞭實現人類殖民地外星球計劃,但一些人可能付出代價成為契約勞役,但當“火星一號”項目在2013年8月停止接收單程殖民旅行申請時,該公司表示現已收到4000多份申請。

一位來自發展中國傢申請者提交的視頻中,他強調瞭自己善良本性和努力工作的意願,當被問及為什麼想離開地球時,他回答說:“我已四處尋找地球探索機遇,花費多年時間仍未發現自己想要的。

Source: m.cnbeta.com