知乎日報:如何評價伊隆馬斯克的殖民火星大計劃?

  毫無疑問,火星已經成為了人類在未來多年內最有可能進行深度開發的地外星體,伊隆•馬斯克(Elon Musk)尤其認同這一點。「殖民火星」從來就是他的目標,這一點從他 2002 年成立 SpaceX 起就未改變過。

  今天,他在於墨西哥城舉行的第 67 屆國際宇航大會(International Astronautical Congress,IAC) 上比較詳細地介紹了自己的「火星殖民」計劃,從其中,我們大概可以瞭解這個項目的具體細節。

  當然,雖然他給出了不少的細節,比如飛船的尺寸、火箭發動機的具體數據等等,但還是有很多的細節問題沒能得到解決。不過馬斯克自己又給自己設立了不少時間點,所以,雖然這次的發佈會不夠完美,但我們在接下來的幾年也許能夠持續對此事有一個長期的觀察了。

  想上火星?看看馬斯克給你提供的全套方案吧

  一上來,馬斯克就為我們列出來四項要實現一次可負擔得起的火星之旅的基本要素:

  可重複使用性、在太空軌道上進行補給、在火星上製造推進劑、以及使用正確的推進劑。

  1. 第一點當然大家都能理解,而且是必須要實現的。就像其他任何的出行方式一樣,如果一架飛機只能使用一次,那誰也負擔不起。如果使用傳統的方式,那成本將會是每人 100 億美元。

  2. 就第二點而言,馬斯克表示,如果不能做到這一點,那每張前往火星的票將會增加 500 倍。

  3. 第三點的意義在於它能讓你從火星返回地球,畢竟你很難做到從地球起飛時就保證能攜帶足夠多的燃料。

  4. 針對合適的燃料這一點,馬斯克對比了可能的幾個選項,比如煤油、氫氧氣等等,但他認為「甲烷是一個更好的選擇」。因為甲烷在火星上製造起來「相當容易」。

  下面,我們來看看馬斯克提供的完整版火星旅行的 CG 視頻,先來在這種趨近科幻的氛圍中感受一下他的想法:

  超級震撼!SpaceX 星際運輸系統 - 騰訊視頻

  從中,我們大概可以看出其基本流程:由火箭推進器將飛船 BFS「Big F**king Spaceship」送上軌道,然後推進器迅速返回發射台,等 SpaceX 為其裝上燃料箱,它再飛回去追上 BFS,為 BFS 的太空飛行提供足夠的燃料。完成這一過程之後,二者將再次分手,推進器返回地球,BFS 將展開 200 千瓦的太陽能電池板繼續前往火星。

  當然,其中的重點就是 BFR 返回地球的部分。鑑於 Falcon 9 之前已經嘗試過了成功着陸返回,所以這點還是值得期待的。馬斯克同時也表示 BFR 將會在 20 分鐘內完成這一過程,為 BFS 提供更多的燃料。而這種能夠回收的火箭將能被反覆使用 1000 次左右。

  然後,讓我們來具體看看一些關鍵部分。

  這是 BFS 飛船的樣子,它的主體結構由碳纖維構成,當然這其中還有很大的技術難題,那就是如何去抵禦太空超低温。同時,它在尺寸上也將會有一個飛躍式的進展。目前人類使用過的最高、最大、最重、推力最強的火箭是土星五號,但火星飛行器將會在尺寸上大大超過它,下面是馬斯克給出的圖示。

  (右起第五個是現在的 Falcon 9 火箭)

  火箭的直徑將達到 12 米,堆積高度也將達到 122 米;而飛船的直徑將會是 17 米,長度將會是 49.5 米。因為根據馬斯克的想法,飛船中將會裝有 100 位乘客以及他們的各種行李設施,所以必須要有足夠大的空間。同時,他也表示,未來的他的真正目標是一次攜帶 200 位乘客前去火星。

  而在推進裝置方面,大家都知道昨天他們才成功測試了自己的 Raptor Engine(猛禽發動機),這也是整個設計中最困難的部分。而這個長度達到 77.5 米的推進裝置將會攜帶有整整 42 個猛禽發動機,它將會以 2873 萬磅的推力幫助 BFS 起飛,並以最高 5375 公里 / 小時的速度在宇宙中航行。最終整個旅行的時間將會在 80 天左右。

  (42 個發動機的分佈)

  在到達火星之後,飛船將憑藉火箭發動機的能力着陸,然後就像《火星救援》中一樣,乘客們將依靠船艙等設備進行長期的殖民生活。通過大概 20-50 次的火星運輸,我們大概能在 40-100 年中實現在火星上任何一個地點的完全自給式文明生活。屆時火星上也許會有 100 萬人。

  最終,我們去一次火星的成本也許就和買一棟小房子的價錢差不多,大概 20 萬美元。

  但這還是一個有很多問題沒解答的「馬斯克式」計劃

  當然,遺憾的是,馬斯克在自己超過一個小時的演講中仍然沒能提供一些很重要的東西,比如我們究竟該如何在火星上生存下去。同時,他也對宇宙中可能出現的種種安全考量忽略了過去。

  當有記者詢問有關宇宙射線的威脅時,馬斯克只是簡單地表示「它只是會在癌症方面帶來一些輕微的影響」,而且「應該會有某種防護措施」。

  同時,他還提到了會在火星上建設一個人工磁場以偏離太空粒子的威脅。不過如同之前一樣,他仍然沒有提到該如何建設這個人工磁場。而如果你仔細觀看他的整場演講,你會發現類似的細節疑問還有很多。

  不過,如同之前他的一貫表現那樣,即使還有很多事情沒有解決,他仍然先給自己立下了不少的時間節點:2018 年進行 Red Dragon(紅龍任務)、2019 年進行推進器的測試、從 2023 年正式開始進行火星飛行。最終,它將會在 2020 年代的後半段將人類送上火星。

  所以,毫無疑問,這又是一個「馬斯克式」的大膽計劃。如同之前的自動駕駛技術一樣,它也是在仍然有許多技術問題沒有完全解決的情況下就大膽馬上嘗試,所以你很難説他這是「敢為人先」還是「不計後果的魯莽」。

  但毫無疑問,這次馬斯克又將自己放在了全世界所有其他人前面,我們就來看看他能給出一個怎樣的答卷了。畢竟,我自己也是很想上火星看看呢。

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  放眼全球來看,在 10 月 4 號的 Google 發佈會之前,科技圈最重要、同時也是最值得大家關注的事屬伊隆•馬斯克(Elon Musk)和他的「火星殖民」。

  是的,又是馬斯克。儘管他在最近由於獵鷹九號的爆炸事故以及 Tesla 自動駕駛車禍事件頗受爭議。然而,你仍然不得不承認他才是科技圈現在最大的玩家。

  他的這個龐大的野心,也許這是你第一次聽説。這究竟是一次野心家賺取眼球的噱頭,還是實幹者的夢想之旅。

  關於飛上火星,馬斯克早已有了一些想法

  也許你知道 SpaceX 最知名的項目是他們承擔了 NASA 向國際空間站運送物資的任務。然而,當它在 2002 年成立的時候,他們就有一個非常清晰、宏大而又理想化的終極目標,那就是「殖民火星」。

  馬斯克曾經説過,有兩點讓他覺得勢在必行。第一點,因為這是一次令人興奮的旅程,而我們也需要這樣的宏大理想;第二點則是為了人類的長久生存。如果一個災難摧毀了地球,不管是天災還是人禍,只要我們在其他地方有了一塊殖民地,人類文明就可以在宇宙中延續下去。在他的想法中,多星球化是理所當然的事。

  馬斯克將這比作在電腦中進行備份,是一種謹慎處事的做法,「你會給你的硬盤備份......也許我們也應該給我們的生命備份,不是嗎?」

  要做到這件事顯然不能一蹴而就,SpaceX 公司的存在是為了從多方面促進這個目標:去開發可重複使用的火箭技術,因為我們需要運載非常多的人和貨物去火星;為了實現這個目標,它當然也需要賺錢來讓自己繼續發展下去;同時,還要想出可以在地球與火星之間來回穿梭的辦法。

  在之前,馬斯克曾經表示過要在去年年底之前公佈具體的計劃,不過由於種種原因,這個事件一推再推。終於,本週他終於向全世界宣佈了這件事。

  下面,讓我們來看看要做到這件事,他們都需要哪些準備。

  · BFR 及 BFS

  馬斯克是個瘋子,這點不僅從他的行動上能看出來,從一些細節處也能看到,比如起名字。BFR 和 BFS 的全名打出來都可能「被河蟹」,因為中間那個「F」代表的是「F**king」(都不知道到時候中文媒體該怎麼翻譯它)。

  「Big F**king Rocket」和「Big F**king Spaceship」是馬斯克殖民火星的兩大基礎。

  這些名字都是馬斯克自己想出來的,「這裏我參考了一個電子遊戲。在初版的《毀滅戰士(Doom)》中,他們使用的機槍都像是 BFG 9000 那樣的瘋狂機槍,所以這個名字有點從這個遊戲中得到靈感。當然,這不是它的官方名稱。」

  當然,這些只是他在名字上的孩子氣。真正的「乾貨」在下面。

  「想去火星需要由兩部分組成:一個助推火箭和一個宇宙飛船。助推火箭只是讓它擺脱地球的引力,因為地球的引力和大氣層真的很強大;而宇宙飛船從火星飛回地球的時候就不用助推火箭了,因為火星的引力與大氣層都很弱小,所以它有足夠的能力回來,它只是需要我們幫助它離開地球。」

  · 紅龍任務(Red Dragon)

  顯然,如果你想讓人類「殖民」火星,你要讓他們能在那裏長期待下去。所以,為了解決這個問題,馬斯克在今年年初的時候推出了 Red Dragon 任務。

  它的具體細節就是在 2018 年的時候向火星發射一架「龍號貨物運輸艙(Dragon cargo capsule)」,它將會在明年進行測試,以觀察它究竟能否將物資運送到火星表面。如果成功,它將會每 26 個月發射一次,因為每隔這段時間地球和火星之間的距離將會變得最短。

  還有很多需要解決的謎題(有關此點前部分內容已經闡釋了馬斯克在發佈會上對此的解釋)

  · 燃料。目前有關 BFS 將會如何攜帶足夠的燃料去火星已經有了很多的猜測,因為這樣長的距離需要很大的燃料空間。

  · 如何返回地球。馬斯克的火星一號計劃(Mars One project)只是一次前往火星的單程旅行,但顯然,他真正想要的是能夠往返。馬斯克也在 2014 年的時候表示:「這些飛船都很貴,你不能就把他們丟在那裏。」

  然而如何做到這一點還是個未知數,畢竟之前從未有飛行器做到這一點。因為這裏面的難度很大,意味着你不僅要成功着陸,還得有足夠的能力和燃料從火星上起飛並飛回地球。

  · 讓人類在火星上生存。這一點尤為困難,馬斯克也很少談到這一點。比如你在火星上需要空氣、食物和水,但把食物帶上火星還有可能,但想在上面自己生產食物就很困難了。所以,想要實現《火星救援》中的場景還有很長的路要走。

  · 成本。這點都不用贅言了,看看上面簡單提到的這些內容,你就知道這絕對代價異常的高。

  我們有權力在火星上為所欲為嗎?

  但是,儘管困難重重,但馬斯克的決心不容小覷。

  「我們有一個機會去在火星上建設一個自給自足的基地,但這樣的機會能維持多長的時間誰也不知道」,這是他的解釋。

  「在某種意外使得地球科技倒退之前,讓我們趕緊去做這件事吧。而這個基地能在飛船無法飛行之前完成自給自足的任務嗎?......我的意思是,我們不能認為第三次世界大戰毫無可能。你知道的,在 1912 年的時候,人們認為這是一個和平與繁榮的新時代,他們説這真是一個黃金時代,戰爭不可能再發生了。接着的事你都知道了,一戰和二戰接踵而至,然後還有冷戰。所以我認為,我們必須承認第三次世界大戰絕對有發生的可能,而如果它真的發生了,那絕對會比人類歷史上所發生的任何事情都要糟糕,比如説核武器就會被使用。我的意思是,到時候絕對會出現強大的反技術運動,宗教極端主義也會增加,就比如像今天的 ISIS 這樣。」

  這是他之前接受《GQ》雜誌採訪時發表的內容,可以看出他對於讓人類多一個生存的空間非常在意。為了早日做到這一點,他甚至還提出了一個頗為激進的方案:「比如在火星的兩極扔兩個熱核武器。」

  馬斯克後來就這點進行了解釋,他説自己的想法只是去在火星的兩極投擲可多次引爆的混合型炸彈。「並非真的核武器,」他説道,「我覺得許多人並沒有意識到太陽也是一個巨大的混合型爆炸體,而我們談論的只是將這種發生着太陽身上的過程複製到火星上。它不會產生輻射、蘑菇雲或是帶有輻射性的塵埃體這類東西的。」

  即便如此,這種思考方式還是太有攻擊性了。要考慮到,NASA 的無人火星任務還禁止飛行器在有可能有水源的地點着陸,這樣做是為了防止將地球上的污染帶給火星。但馬斯克對於這樣的顧慮嗤之以鼻,「就我們目前看到的而言,在火星表面沒發現任何有生命存在的證據,最好的情況也只是在地下有可能存在微生物。」

  但是,在這顆星球上是否存在生命似乎成為了一個道德問題:我們有權在火星上為所欲為嗎?

  對於馬斯克而言,這不是問題。「如果上面沒有生命,那就沒有道德的問題」,他堅持這樣認為,「我的意思是,事實上,如果這意味着我們能在上面保存地球的生命,那不去這樣做才是不道德的。」

  現在,到目前為止,發佈會已經結束,其中「火星殖民」內容他都已闡述,你還對這個「瘋子」的「上火星」還有什麼疑問嗎?

  不知道我們究竟能不能在有生之年到達火星。

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