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火星殖民計劃:瘋狂背後挑戰相當巨大

SpaceX CEO馬斯克就要向我們闡述他宏偉的火星殖民計划了。這一目標他已固執堅持多年,但卻始終沒有透露許多細節性的東西。對於火星殖民,馬斯克一直非常看重,因為他認為這是保證人類永存的重要方式。不過,現在發表火星殖民計劃確實有些尷尬,畢竟SpaceX的火箭剛剛在發射台上化為了灰燼。眼下,這家公司正在苦苦尋找事故發生的原因,一系列發射計劃也不得不被束之高閣。

火星是馬斯克下一個目標

根據近些年來馬斯克發言透露出的蛛絲馬跡,我們對他的宏偉願景進行了梳理,這篇文章可算是他在國際宇航大會講話的搶先版,不過我們認為已經足夠「瘋狂」。

關於馬斯克的火星殖民,我們已經知道的:

星際運輸系統,也就是此前所說的火星殖民運輸飛船

馬斯克的火星計劃有兩大樞紐:一是大推力運載火箭,二是運載能力超強的宇宙飛船。前者將從地球升空,將宇宙飛船送入太空,隨後後者將「孤獨」的飛向火星。

此前,這套系統只為火星服務,但上周馬斯克稱他的目標是「星辰大海」,於是他給新系統取名為星際運輸系統。

BFR

馬斯克的重型運載火箭代號為BFR,該型火箭的任務是幫宇宙飛船擺脫地心引力,而宇宙飛船上將搭載100噸的載荷。這樣的載荷對人類來說絕對前所未聞,因此該型火箭必須有足夠雄偉的身材。

發射火箭可不是做載重汽車,隨著載荷的增加,發射的難度會呈幾何級增長,而想將一個兩層樓高的重型飛船送上火星,你需要一枚巨型火箭。

Falcon Heavy重型火箭

眼下,我們還不知道這款重型火箭的最終造型,其建造方式與花費也是一片空白。不過,馬斯克稱它像獵鷹9一樣可以回收再利用。

BFS

BFS則是重型宇宙飛船的代號,它將是宇航員和貨物飛向火星的重要載具。不過馬斯克並沒有透露關於該飛船的詳細細節,有人猜測它將搭載新的人造重力系統,以便在長時間的飛行中保護宇航員的肌肉和骨骼。

不過相比於如何飛向火星,人們更關心它如何在火星登陸。鑒於火星空氣比地球稀薄,降落時施加在飛船上的阻力就會降低,那麼這100噸的載荷會像炮彈一樣砸向火星表面。而現實是,經驗老道的NASA才剛剛完成1噸貨物的火星登陸,因此馬斯克面臨的困難可不是動動嘴就能化解的。

此外,SpaceX還不願採用NASA的登陸方式,它更傾向於藉助火箭反推進行減速。該技術名為超級反衝推進器,此前已經在獵鷹9上試驗多次。

此前,馬斯克曾放話稱2024年就將向火星發射載人的BFS飛船,而現實情況是,SpaceX連一次載人飛行都沒進行過,在8年時間內完成如此巨大的跨越,恐怕不太容易。

猛禽引擎

猛禽引擎是BFR和BFS上的關鍵組件,它的研發始於2009年。馬斯克稱,這款發動機的推力可達20萬磅,與宇宙飛船的主推進器實力相當。此外,為了方便在火星製造燃料,猛禽引擎還將燃料換成了液體甲烷。今年早些時候,搭載猛禽引擎的新火箭已經正式在德州的發射場開始了測試。

測試中的猛禽引擎

貨運航線

在輸送宇航員飛向火星前,SpaceX必須先將各種必要補給送過去。一旦宇航員正式在火星紮根,他們還需要來自地球源源不斷的給養補充,因此一條暢通的貨運航線將成為火星殖民計劃成敗的關鍵因素。

馬斯克解決這一問題主要靠紅龍飛船,2018年它們就將實驗性的向火星發射一艘紅龍飛船,而其降落方式這與此前提到的相同。

未來,每隔26個月(地火距離最近),SpaceX就會向火星發射一艘紅龍飛船,其目的就是為了建立一條穩定的貨運航線。

我們還不清楚的:

燃料夠嗎?

如此巨大的飛船,要飛向火星,所需的燃料一定相當巨大,這就意味著飛船在路上可能需要「二次加油」。現在,專家給出的最合理猜測是SpaceX將採用分步發射方式,將各種零部件打上太空再進行組合。

如何返回地球?

在火星建立殖民地可不是一次性的任務,馬斯克還考慮到了宇航員返航的問題。此外,直接丟棄昂貴的飛船和火箭也會讓馬斯克肉疼。

不過,到底怎麼個返回法,馬斯克並沒有給出具體答案,而且從火星返回這件事也是前無古人。畢竟將飛傳送過去可能就要耗盡燃料了,返回時去哪尋找補充燃料呢?(馬斯克想在火星製造燃料)

人類如何在火星生存?

馬斯克總是在公共場合大談如何將宇航員送往火星,但卻很少提及如何在火星生存。要想在那裡建立殖民地,人類需要先進的生命支持系統,該系統必須能製造可呼吸的空氣和乾淨的飲用水。

宇航員的火星「大別墅」

為宇航員提供水、食物和空氣是整個殖民計劃的重中之重,而這在長途旅行中不太現實,除非能直接在火星取材(難道要去種土豆?)前幾年,用「外賣」的方式運送補給還較為現實,但隨著殖民人數的增加,恐怕還是得靠火星自給自足。

不過,已知的消息顯示,火星的土壤含有高氯酸鹽,而該物質對人類身體有害。因此,如果要想在火星上種糧食,要麼用地球帶過去的土,要麼就得對火星的土壤進行凈化。

此外,火星的輻射更為強烈,溫度也比地球低得多,而且其重力只有地球的三分之一,這些因素可能都會對宇航員的身體造成影響。

項目花費等問題

除了以上問題,SpaceX還面臨一連串懸而未決的麻煩,比如找誰參加這場遠征,去哪融資來完成這一巨大的項目?而這些問題可能比飛向火星的技術更難解決。NexGen Space LLC公司主席米勒表示:「我認為馬斯克的計劃困難重重。誠然,這是一個值得奮鬥終身的項目,但其難度實在太大,恐怕馬斯克想的有點簡單了。」

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