最早10年後首飛,單次運客10萬人,你願意跟著馬斯克「上火星」嗎?
第67屆國際宇航大會上,科幻小說中的場景終於變成了現實,馬斯克公布了殖民火星計劃,最早10年後就可以進行首飛。
文 | 梁風
去年9月,馬斯克在第67屆國際宇航大會上公布了殖民火星計劃,轟動一時,現在馬斯克帶來了更多的細節。按照他的設想,最早10年後就可以進行首飛,單次運送的規模可達到10萬人。
馬斯克在本月出版的雜誌《新太空》(New Space),發表了題為《讓人類成為一個多星球物種》(Making Humanity a Multi-Planetary Species)的文章,探討了如何降低火星飛行的成本和必要設備的規格。
馬斯克的構想中,最核心的部分是可重複利用的火箭-宇宙飛船組合體。馬斯克稱之為「星際運輸系統」(Interplanetary Transport System,簡稱ITS)。
其中,推進器與宇宙飛船都由SpaceX的Raptor引擎驅動。目前,該引擎還在開發當中,馬斯克說它比Merlin引擎強大三倍。獵鷹9號火箭就是靠用Merlin引擎驅動的。
火箭助推器的特性,源自馬斯克論文
推進器包含42個Raptors,長達77.5米,寬達12米,它將成為史上最強大的火箭。火箭能夠裝載300公噸的物資,並將其送入低地軌道。如果負荷是可消耗物資,那麼載重能夠達到550噸。
對比下當前的歷史記錄,在1967年-1973年間發射的土星5號月球火箭,有效負荷只有135噸,ITS的載重是它的2.2倍。
史上推力排名第二的就是馬斯克Space X公司的重型獵鷹,其有效載荷達到63.8噸,馬斯克今日在Twitter上表示,它將在九十月份迎來首發。
ITS的系統架構
ITS火箭會將宇宙飛船送入地球軌道,約20分鐘之後定點降落在地面。「定點」聽起來有些誇張,但是馬斯克卻有這個底氣。他在文章中寫道:「因為增加了可操縱推進器,我們實際上可以讓推進器返回發射台。」他還援引了獵鷹9號第一級火箭著陸精準度越來越高作為例證。
在運行過程當中,ITS推進器會將許多宇宙飛船和燃料箱送入軌道。馬斯克寫道,每個火箭可以飛行1000次,也就是說屆時火箭的復用率將達到極高的水準。
星際飛船的特性
宇宙飛船則會飄在軌道上,當地球與火星對齊時集體離開地球飛往火星。每隔26個月地球火星對齊一次。
按照馬斯克的設想,在這個窗口期,他希望能發射1000艘甚至更多的宇宙飛船,每一艘可以載客不少於100人,也就是說,如果順利的話,一次發射將會往火星上運送10萬人。按照這個節奏,接下來的50到100年里,可以往火星運輸50萬到100萬人。
火星殖民者的藝術家在表演
對比一下歐洲人口密度最小的國家——冰島只有32萬人,這樣的人口規模足以建立一個小國家了。
此後,宇宙飛船還會從火星飛回來,用9個Raptor引擎飛行,燃料採用在火星上製造的甲烷。在使用壽命上,每艘ITS飛船可以完成12-15次深空飛行,每個燃料箱可以飛到地球軌道100次左右。
要把成本降低到可承受的範圍內,ITS的重複利用是其中的關鍵。
ITS的重複利用將會和其他一些措施結合在一起,比如在地球軌道上給宇宙飛船添加燃料,以及在火星上製造推進燃料。馬斯克說,一系列措施下來,前往火星的人均成本將會降到20萬美元,而依據當前技術,則大約需要100億美元。
星際交通系統的未來發展預期,源自馬斯克論文
馬斯克稱,如果一切順利的話,ITS大概十年後就可以飛往火星。不過他並不能保證會如期獲得成功。考慮到航天發射的複雜情形,我們有理由懷疑這個時間節點。重型獵鷹的發射已經一推再推,延遲了不到兩年時間,何況是征服火星呢?
不過,對於渴望征服太空的人,我們也可以抱有理想主義的信念。
馬斯克在2002年創立這家公司時曾寫道:「我認為我們有10%的機會做成任何事情,把火箭送上軌道,更不用說讓火箭離開軌道,(征服)火星的事情我們也會認真考慮。」
在馬斯克的創業史上,他完成了很多只有10%可能的事情,SpaceX公司的一系列動作在當時來看也都有些不可思議。這一次,馬斯克還會如願以償嗎?
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