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| 本文作者： Deeperblue | 2016-09-26 21:10 |
雷鋒網(wǎng)按：本文由DeeperBlue發(fā)布雷鋒網(wǎng)。轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)，不得刪減內(nèi)容。
地球已經(jīng)留不住科學(xué)狂人了，明天，他將公布自己的宇宙大計(jì)——火星殖民計(jì)劃。
閱讀本文之前，你可能不知道：
馬斯克的 Big Fucking Rocket 和 Big Fucking Spaceship 是什么？
馬斯克想要一次 “地球-火星” 往返航班？
到了火星，我們住哪兒？
讀了這些，你將對(duì)明天發(fā)布會(huì)內(nèi)容了如指掌。
國際宇航大會(huì)（IAC）即將在墨西哥瓜達(dá)拉哈拉舉行，就是明天（9 月 27 日）。
在這個(gè)大會(huì)上，SpaceX 的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克（Elon Musk) 將發(fā)表演講，題為“讓人類成為多星球物種”（Making Humans a Multiplanetary Species），首次完整描述“我們將如何殖民紅色星球”。
伊隆·馬斯克在 SpaceX 新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上。
看起來，伊隆·馬斯克這個(gè)月過得并不省心。2016 年 9 月 1 日，SpaceX 獵鷹九號(hào)火箭在位于佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角發(fā)射臺(tái)上爆炸了。SpaceX 不得不停止了一切航天飛行項(xiàng)目，并試圖找出事故發(fā)生的原因。
獵鷹九號(hào)花了 Facebook 創(chuàng)始人扎克伯格 （Mark Zuckberg）兩億美金，F(xiàn)acebook 想要這顆衛(wèi)星給全球未接入互聯(lián)網(wǎng)的地區(qū)帶去網(wǎng)絡(luò)。但現(xiàn)在他們不得不停止這一項(xiàng)目。扎克伯格發(fā)推特說：“我非常難過 （I am deeply disapointed).”
但是，SpaceX 確認(rèn)：這次失敗不會(huì)改變馬斯克在國際宇航大會(huì)（IAC）上發(fā)言的內(nèi)容。
把人類送上火星居住這條路看起來如此荒誕，但馬斯克在 YC 合伙人 Sam Altman 專訪的時(shí)候是這么說的： “某些時(shí)候，我所相信的那個(gè)東西實(shí)在太過重要了，哪怕是失敗我也必須去做?！?/strong>
馬斯克沒有少說 SpaceX 對(duì)人類的意義。在 2014 年《萬古雜志》（ Aeon Magazine ）的采訪中，馬斯克說道：“我認(rèn)為讓人類在多個(gè)行星上生活是十分符合人道主義精神的，因?yàn)楫?dāng)一些毀滅性事件發(fā)生時(shí)，這樣做可以保證人類的存在?！?/p>
“我確信移民火星成功的可能之一就是建立起一個(gè)可以自我維持的、能夠自行發(fā)展的火星殖民地。我現(xiàn)在確信它是行得通的?！?一年前，馬斯克對(duì) YC 合伙人 Sam Altman 說，“我的火星計(jì)劃是用十年時(shí)間，做到能夠把一定數(shù)量的人類送上火星。快一點(diǎn)的話，大概需要九年。在這之前，我需要確保 SpaceX 不能死掉，確保我自己也不能死掉；或即便我真的死了，也要確保有人能把火星計(jì)劃繼續(xù)下去。”
想象中的火星殖民地。
馬斯克曾在去年 12 月對(duì)《GQ》雜志說，“我想這對(duì)于人們來說一定非常瘋狂，無論如何?！?/p>
還有十年不到，在馬斯克的計(jì)劃中，一艘裝滿人類乘客的飛船即將發(fā)射去往火星。這對(duì)一個(gè)現(xiàn)在還沒把一個(gè)人送上太空的公司來說，時(shí)間似乎太緊了。也正是因?yàn)槿绱?，我們?duì)這次國際宇航大會(huì)（IAC）上馬斯克的演講如此關(guān)注。
在大戲開演之前，先看看我們搜集的關(guān)于馬斯克火星殖民計(jì)劃的 “前情提要”。友情提示：這份前情提要里，未知的比已知的來得多；以及對(duì)于馬斯克的火星殖民計(jì)劃，看好的人其實(shí)沒那么多。
馬斯克火星計(jì)劃主要依靠兩個(gè) “大家伙”：一個(gè)巨型的的火箭助推器，和一個(gè)能夠載人、載貨到火星表面的巨大的宇宙飛船。助推器幫助宇宙飛船從地球上發(fā)射，之后，宇宙飛船將繼續(xù)航行直到火星。
這兩個(gè)運(yùn)載工具常常被稱為 “火星殖民運(yùn)輸器 （Mars Colonial Transporter）”，簡稱 MCT。然而，馬斯克上周否定了這個(gè)名字，所以現(xiàn)在它們被稱為 “星際運(yùn)輸系統(tǒng)”。馬斯克認(rèn)為這些運(yùn)載工具的使用范圍并不局限于火星。
伊隆·馬斯克的推特是這么說的：
最終，MCT 的使用范圍會(huì)超越火星，所以它需要一個(gè)新名字?！?Elon Musk (@elonmusk) September 17, 2016.
SpaceX 公司計(jì)劃打造的巨型火箭代號(hào)叫 BFR，是 Big Fucking Rocket 的首字母縮略詞。這個(gè)代號(hào)讓人聯(lián)想到在電子游戲《毀滅戰(zhàn)士》中，有一把巨槍名為 BFG （Big Fucking Gun)。
在 Reddit 網(wǎng)站 2015 年 1 月的“有問必答”節(jié)目中，馬斯克說這款助推器將發(fā)射一艘裝滿 100 噸有效荷載的宇宙飛船前往火星。這次運(yùn)往火星的貨物數(shù)量將大于之前人類歷史上的任何一次。所以，從名字我們也可以知道，這款火箭非常巨大；它可能和之前載人登月的土星五號(hào)運(yùn)載火箭一樣大，甚至更大。
“一切都得幾何倍地大。你要知道，及時(shí)要把一個(gè)兩層的房子一路送到火星，你需要一個(gè)非常非常大的火箭?！?鮑比·布勞恩（Bobby Braun），喬治亞理工學(xué)院空間技術(shù)專業(yè)的副教授，在接受美國科技媒體 The Verge 的采訪中說。
預(yù)計(jì)明年發(fā)射的獵鷹重型火箭的藝術(shù)效果圖。BFR 火箭可能比這款火箭更大，并且只有一個(gè)核心。
馬斯克曾說這款運(yùn)載工具將只有一個(gè)巨大的火箭核心 （a single massive rocket core）。而且，BFR 火箭極有可能是可重復(fù)使用的（不是單次發(fā)射完了就不管了），就像 SpaceX 的獵鷹九號(hào)（Falcon 9）火箭一樣。怎樣制造這樣一個(gè)巨大的運(yùn)載工具？制造成本是多少？這些問題大家并不清楚。
打造 BFR 火箭的目的是為了搭載一艘巨大的飛船飛向太空。這艘飛船代號(hào)為 BFS，是 Big Fucking Spaceship（大飛船）的縮寫。這艘飛船將成為搭載乘客前往火星殖民地的主要工具。
但現(xiàn)在這艘飛船的結(jié)構(gòu)和操作流程還不為人知。有人猜想 BFS 飛船是否通過自旋產(chǎn)生人造重力，以減輕乘客們肌肉或骨質(zhì)密度的流失。還有很多猜測是關(guān)于飛船如何保護(hù)宇航員免受深空輻射和太陽耀斑的傷害的。
大問題是：BFS 飛船如何在火星上著陸？這是一個(gè)棘手的問題，因?yàn)榛鹦窍”〉拇髿鈱硬荒芴峁┳銐虻木彌_，使飛行中的飛船減速。它的大氣層密度只有地球的百分之一。所以大塊的貨物在飛行途中速度太快，著陸時(shí)可能會(huì)猛烈撞擊地面。
這不僅僅是 SpaceX 公司遇到的難題；就連美國國家航空航天局現(xiàn)在也只能保證一噸的貨物完好地降落在火星。好奇號(hào)火星探測車（Curiosity rover）在著陸時(shí)使用了降落傘和空中吊車。但是，馬斯克面臨的是 BFS 飛船運(yùn)載的多達(dá) 100 噸重的人和貨的著陸問題——這大約是好奇號(hào)著陸重量的 100 倍。
鮑比·布勞恩（Bobby Braun）認(rèn)為，SpaceX 公司不會(huì)學(xué)美國國家航空航天局的方法來解決貨物著陸問題 。相反地，它可能找到一種方法能利用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來控制著陸。這種方法叫超聲波制動(dòng)推進(jìn)，SpaceX 公司在發(fā)射獵鷹九號(hào)時(shí)就是用這種方法著陸的。
然而，人們現(xiàn)在還不能確定是整個(gè) BFS 飛船都能在火星上著陸，還是只有飛船的一部分載著人員和貨物降落在火星表面。
無論是 BFR 火箭還是 BFS 飛船，它們的核心部件都是 “猛禽”——SpaceX 公司 2009 年研發(fā)的新款巨型發(fā)動(dòng)機(jī)。
馬斯克說，這款 “猛禽” 發(fā)動(dòng)機(jī) 可以在發(fā)射時(shí)產(chǎn)生 50 萬磅的推力，就跟航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)一樣有力。它使用液態(tài)甲烷作為燃料，這一點(diǎn)和獵鷹九號(hào)火箭上的 “灰背隼” 發(fā)動(dòng)機(jī)不同?！盎冶出馈?發(fā)動(dòng)機(jī)用的是柴油燃料。根據(jù)喬治亞理工空間技術(shù)專業(yè)的副教授布勞恩推測，燃料種類的變換可能是因?yàn)樵诨鹦巧峡梢酝ㄟ^地下冰和二氧化碳來生成甲烷。這就意味著 “猛禽” 發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在火星上 “補(bǔ)充燃料”。
“猛禽” 發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)組件正在美國國家航空航天局斯坦尼斯航天中心接受測試。
在 SpaceX 研發(fā)的一大堆 “猛禽” 發(fā)動(dòng)機(jī)中，有多少是發(fā)動(dòng) BFR 火箭的，多少是發(fā)動(dòng) BRS 飛船的，目前尚未明確。
SpaceX 公司的董事長和首席運(yùn)營官特維爾·肖特韋爾（Gwynne Shotwell）稱，第一個(gè)按原物尺寸制作的 “猛禽” 發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在今年年初送到位于德克薩斯州的麥格雷爾測試中心接受檢驗(yàn)。
在人類到達(dá)火星之前，在火星上居住所需的設(shè)備都必須送抵火星。當(dāng)移民到火星的人類到達(dá)，他們需要來自地球的食物和物資，以及應(yīng)對(duì)設(shè)備損毀或故障的替換零件。
馬斯克的解決辦法就是 2016 年年初宣布的 “紅龍任務(wù)”（Red Dragon missions）。2018 年，SpaceX 公司計(jì)劃向火星發(fā)射一款 “龍?zhí)栞d貨密封艙”（Dragon cargo capsule），這些密封艙將為火星移民們帶去物資和替換零件。
按 SpaceX 公司的計(jì)劃，龍?zhí)栞d貨密封艙將于 2017 年進(jìn)行首航。這款密封艙將安裝在重型運(yùn)載火箭——獵鷹重型火箭的頂部。當(dāng)這款龍?zhí)柮芊馀摰竭_(dá)火星時(shí)，它將使用超聲波制動(dòng)（supersonic retro propulsion）推進(jìn)的方法來著陸。
SpaceX 公司計(jì)劃每隔 26 個(gè)月實(shí)行一次 “紅龍任務(wù)”——發(fā)射時(shí)間是地球和火星的運(yùn)行軌道最接近的時(shí)候。這種設(shè)計(jì)是為了建立一條通往火星的可靠線路。
和火星一號(hào)計(jì)劃不同的是，馬斯克的火星殖民計(jì)劃是允許人們重返地球——火星一號(hào)計(jì)劃 （Mars One project） 承諾的是一次去往火星的單程旅行。
2013 年荷蘭非營利組織 “火星一號(hào)”（Mars One）宣布公開征集前往火星的地球人，送出兩男兩女四名地球人去往火星，但這四個(gè)人將不再回來。
“火星一號(hào)”計(jì)劃 2016-2021 年利用 SpaceX 的“龍飛船”探測衛(wèi)星，2022-2023 年完成 4 名志愿者的登陸，每一名團(tuán)隊(duì)成員將會(huì)擁有一個(gè)類似于上圖的居住單元。
“我們得把這艘宇宙飛船帶回來”，馬斯克在 2014 年麻省理工航空航天百年紀(jì)念大會(huì)（ MIT Aeronautics and Astronautics Centennial Symposium in 2014）上說，“這些宇宙飛船造價(jià)高，而且制造困難。我們不能把飛船留在火星。所以不管人們?cè)覆辉敢饣貋怼绻麄儾辉富貋硪部梢蕴嘛w船。“
那么問題來了，這艘宇宙飛船怎樣重返地球呢？事實(shí)上，在之前沒有任何其他宇宙運(yùn)載工具從火星表面重返地球。
從火星上完成發(fā)射是一件不可思議的事；它要求運(yùn)載工具在著陸時(shí)，還保留有發(fā)動(dòng)機(jī)和足夠的燃料，使其可以從火星上起飛，再次回到地球。然而，如果馬斯克能夠在火星上就直接為他的運(yùn)載工具補(bǔ)充燃料，那么從火星上起飛并重返地球也就可能實(shí)現(xiàn)。
其實(shí)，哪怕不回地球，僅僅關(guān)于關(guān)于 BFS 飛船如何得到足夠的燃料飛往火星的問題，人們都有很多猜測。
發(fā)射這樣一個(gè)巨大的運(yùn)載工具會(huì)用掉很多燃料，這意味著在到達(dá)火星之前這艘宇宙飛船需要補(bǔ)給。有媒體猜測，馬斯克可能用其他的火箭為 BFS 飛船送去燃料。
馬斯克沒怎么對(duì)外公布人類在火星上將會(huì)住在哪里。
移民到火星上的地球人需要一個(gè)生命保障系統(tǒng)：有可供呼吸的空氣，有清潔可循環(huán)的水源，有足夠的食物。當(dāng)然，大多數(shù)的科學(xué)家一致認(rèn)為我們到了火星上還是要依靠火星的土地生活。
“提供足夠的食物、飲水和空氣是首要任務(wù)，但肯定不是長久之計(jì)。” 克里斯·麥克凱伊（Chris McKay），美國國家航空航天局艾姆斯研究中心的一位行星科學(xué)家，在接受媒體訪問時(shí)說，“也許最初幾年，大家能靠自己帶去的食物生活，但是最終我們還是要自己在火星上生產(chǎn)食物?！?/p>
畢格羅航天公司制作的充氣型太空棲息地。SpaceX 公司將在火星項(xiàng)目中使用怎樣的棲息地，目前仍未有定論。
為火星移民提供食物面臨諸多挑戰(zhàn)。比如說，火星土壤中包含一種高氯酸鹽，這種鹽對(duì)人類來說是毒藥。所以如果要在火星上種莊稼，人們要么使用從地球上帶去的土壤，要么使用某些方法把火星的土壤進(jìn)行凈化。
“這是一個(gè)巨大的困難，目前還沒有人能解決它?！?行星科學(xué)家麥克凱伊說。
火星上的輻射水平也比地球高，環(huán)境更加寒冷，重力只有地球的三分之一。所有這些因素如果沒有得到妥善處理，會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。
我們不知道是否能從明天馬斯克的演講中得到這些問題的答案。
“SpaceX 是一個(gè)航天運(yùn)輸公司，”喬治亞理工學(xué)院空間技術(shù)專業(yè)的副教授布勞恩（Bobby Braun）說，“我想大家能聽到的大部分都是關(guān)于航天運(yùn)輸建構(gòu)的討論。SpaceX 在保證人類安全方面需要其他公司的技術(shù)支持?！?/p>
除此之外，還有很多問題。 比如，什么樣的人能夠去火星？所需費(fèi)用是多少？
“我認(rèn)為這是極其困難的，” 查爾斯·米勒（Charles Miller）NexGen 航天咨詢公司 CEO 在接受媒體采訪中說道，“我贊賞馬斯克創(chuàng)造第二個(gè)人類社會(huì)的理念，但是這太難了，不是說有理想，就能把復(fù)雜問題簡單化?！?/strong>
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