周五,“钢铁侠”埃隆·马斯克在澳大利亚举办的IAC上的演讲再次引发了巨大的关注。在这次的演讲中,他进一步提供了关于火星计划的机械。结合他去年9月的演讲,我们可以将马斯克的火星计划勾勒出来了。纵观整个计划,我整理出了10个问题。

一、坐飞船去火星的全过程是什么样的?

在最近的演讲中,马斯克并没有对登陆火星的步骤进行过多的调整。根据他去年的演讲,这个过程应该是这样的:

1.登陆飞船。

火箭的发射地点是在佛罗里达州卡纳维拉尔角的 39A 号发射台。当你到达发射台后,通过高塔到达顶部,然后跨过天桥,进入飞船。

2.飞船启动。

火箭点火,启动。在冲出大气层之后,助推器将会与飞船分离,回到地球(携带燃料)。你会在飞船中继续航行,驶入地球轨道。

3.飞船补给燃料。

火箭助推器返回发射台之后,会载着装满推进剂(液态氧和甲烷)的飞船再次发射。

把装满推进剂的飞船带到地球轨道,与你所在的飞船汇合,为飞船补充燃料。这个过程会重复几次,直到燃料补充完毕。这样做不仅可以降低飞船航行的成本,还能为飞船加速飞往火星提供支撑。

在最近的演讲中,马斯克进一步介绍了这个技术的细节。

为飞船补给推进剂。

4.飞往火星。

飞船补充好了燃料之后,就会飞向火星了,这个过程将会持续数月。因为已经在太空中了,你会生活在微重力之中。在这个过程中,飞船会伸出太阳能电池板来为助推器提供能源。这个过程,飞行时速将会达到6.2万英里(约合10万公里/小时)。不过这个过程不会无聊,因为马斯克表示将会在飞船中修建各种形式的娱乐设置。

5.着陆火星。

临近火星之后,飞船会打开隔热罩,然后穿过火星的大气层着陆。着陆方式和助推器在地球上着陆一样,笔直向下。

6.推开门,开始火星生活。

在马斯克的构想中,早期在火星要建设燃料工厂以及早期的工业基地。最重要的是生产由液态氧和甲烷组成推进剂,因为火星上有大量的水(冰)和二氧化碳(火星大气层中的主要气体),所以生产推进剂会很方便、简单。这可以的为飞船提供燃料,为返回地球做准备。最后火星上面要有100万人。

最后,来一个总体的构想图:

二、怎么去火星?

如果你只想要简单的答案,那当然是——坐飞船去。这个问题背后是,什么样的飞船?用什么样的火箭?在最近的演讲中,马斯克对运输系统进行了详细的介绍。最关键的是火箭,命名上依旧没有发生改变,火箭的名称是BFR(Big Fucking Rocket)。这个火箭本身长约106米(348英尺),直径9米(30英尺)。如果造出来,将会是当前世界正在服役的最大的火箭。

当然,因为能够重复利用,也是最便宜的火箭。与之前的猎鹰9号相比,它利用了两台发动机着陆,显然会更加可靠。在马斯克的构想中,将来将会把Space X的火箭全部砍掉,只留下这一个。尽管,猎鹰重型火箭还没有开始发射。

BFR将会有一个助推器和上一级(可以理解为飞船)。据马斯克介绍,在不加油的情况下,BFR的最大起飞符合为150吨,比土星5号还要多,而且返回的时候还能载重50吨。相比之下,还没有进行发射的猎鹰重型火箭,也就30吨。整体来说,BFR能够搭乘240人,但根据估计最多只能乘坐100人左右。

这么厉害的负载主要依靠BFR的推进器和轨道加油。后者在第一部分就已经介绍过了,这里不再多说。在推进方面,BFR拥有31台猛禽发动机,虽然比最早透露的42台要少,但这种技术也能使它成为“有史以来最重要的重量级引擎”。在BFR的飞船上,设有“三角翼“,可以用来稳定飞船,减少火星、地球上大气层的冲击,完成起飞降落。

马斯克表示,已经对猛禽发动机进行了1200秒的测试。为了展示取得的进展,他还在演讲中展示了一次40秒的模拟火星着陆的引擎测试。

此外,还有一个挑战是巨大的低温燃油箱。不过这在马斯克看前来根本不是个事儿。他表示Space X已经在海底300英尺处,测试了一个264,000加仑的原型。他说,“我们现在对建造一个可以容纳低温液体的巨大碳纤维槽有很好的了解。”

三、为什么要去火星?

从登陆月球到火星探测,人们对太空的探险与渴望从来没有停止过。而且,火星作为太阳系中与地球大气环境最为接近的行星,在马斯克看来,人们去往火星是必然的选择,不仅可以应对人口过剩,全球变暖带来的地球危机,还能有效规避将会对人类生存造成极大威胁的人工智能带来的风险。

四、去火星要花多少钱?

根据马斯克的说法,要把这个成本控制在20万美元。也就是说,去一次火星的价钱就相当于中国二线城市一套房。

五、为什么会这么便宜?

当年阿波罗计划将12人送到月球的花费,换算成现在的美元为2000亿美元,平均一个人的成本在167亿美元。与其相比,马斯克所说的20万美元就太便宜了。为什么?从上面的一些细节中你或许可以看出,由Space X驱动的运输在成本的控制上花了很多的心思,比如先把飞船送到地球轨道上,然后回来添燃料。最关键的还是在与火箭的可回收,像NASA的火箭,基本上都是使用一次就不能用了。虽然之前会有爆炸的情况出现,但SpaceX已经成功地将其可重复使用的火箭回收了16次。

六、去火星安全吗?

就目前,全球的航天水平来看,把人送上去的安全是可以保证的,中美俄等大国都已经实现了载人航天。但马斯克的野心并不像早年的登月计划一样,仅限于把人送过去,和月球见个面就回来了,他想要在殖民火星。而且马斯克的技术水平也很难和当前的航天大国相比。就算马斯克表示火箭回收的可靠性已经可以与商业客机相比较了,但他还是表示,这次旅行很可能是危险的,第一批任务的候选人必须做好死亡的准备。因为去往火星还有很多未知的挑战。

七、什么时候能去?

在今年的演讲中,马斯克并没有变动开展火星计划的时间表,仍旧是在2024年。而且给出了更加详细的规划:

到2022年向火星发射两个货运飞船,携带探测设备和基础设施来确定火星上的水资源以及危险程度,来对后续的载人任务进行调整。在2024年发射第二批飞船,一共有4个,两个载人,两个载货。如上文所说,这一次的目标是要建设燃料工厂以及早期的工业基地。

需要注意的是,按照地球与火星的运行规律,每26个月会有出现一次火星与地球相距最近的情况,也就是”火星冲日“,这也是发射火箭去火星最好的时机了。上一次这个日子是在 2016年5月22日,按照这个日子进行推算的话,马斯克将会在2022年12月发射第一批火箭,第二批将会在2025年1月了,和他在演讲上说的2024年有些出入。然后是2017年3月,2029年5月…..

八、马斯克去哪弄钱来完成计划?

计划是计划,现实是现实。想要实施这个计划,肯定要需要花费大量的资金。这些钱从哪来?马斯克表示,SpaceX目前的卫星发射业务,加上与美国航天局签订的服务国际空间站的合同,应该足以为火星项目提供资金。

而且当BFR建成之后,它将能够处理所有的SpaceX的商业发射。它可以用一次发射多颗卫星,提高发射的效率,或者发送比哈勃大得多的太空望远镜。BFR甚至可以用来收集空间碎片。都能让Space X获得更多的合同与资金。

九、火星计划进展怎么样?

虽然距离计划开始实施只有5年的时间,但火箭还没开始造。就连要被BFR取代的猎鹰重型火箭都还没有开始发射。也许,这就是马斯克吧。

据马斯克透露,Space X已经开始建设建造BFR的工厂了,将会在明年第二季度开始火箭的建造。结合上面的介绍,我们也可以看出,Space X也开始对相关的技术细节进行测试了。

十、不是去火星吗?怎么马斯克又要在月球建立基地了?

在马斯克周五的演讲中,除了火星之外,还提到了要在月球上建设基地,而且在最近一段时间非常频繁的谈起这个话题。比如在1月份的时候宣布要在2018年送人环游月球,在今年7月还在一个会议上表示要建设月球基地。要知道,马斯克之前可一直都是说要跳过月球,直接在火星上建设基地。

根据DeepTech深科技报道,此举可能是为了迎合美国当前的航天风向,这一届领导班子比较关注月球,这会让马斯克从中获取一些订单与合同,获取更多的资金。

结束语

除了火星计划以及月球计划,马斯克还在周五演讲的最后放出了一个更加恢弘的设想——乘坐BFR,去往地球上任何一个地方花费的时间都会在1个小时以内。虽然说这一构想在1年前就已经透露出来了,但这一次正儿八经的发布,并且配上了概念视频,的确是让人震撼,我把这个视频做成了gif,大家可以感受下。

或许你会想,这不会是在吹牛吧?正如我前文所说的,这是马斯克。如果你了解他,你就会对这个看上去”极度不靠谱“的计划有些期待。

10个问题,带你搞清楚马斯克的火星计划

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