人類航天在 5 年、50 年、500 年的尺度上所需要解決的最重大問題分別是什麼?
謝邀。
5年的尺度上:需要通過商業航天的發展,大幅度降低現有航天活動的成本到1/2~1/10。
對於商業衛星,降低成本之後現有的需求可以擴大,甚至發展低軌道星座等新的應用模式。對於政府任務,降低成本意味著同樣的預算可以執行更大規模的任務,如把載人登陸火星的成本降到載人登月甚至國際空間站的成本以內。
現有航天活動的成本主要包括兩部分:火箭發射費用約1萬美元/公斤載荷,衛星價格約2~3萬元每公斤(按衛星行業的營業額是火箭產業的2~3倍計算)。
降低火箭成本,對於主流大中型運載火箭主要靠商業化提高企業效率和回收復用。SpaceX近期推出的F9 blk5吸收了前幾次復用的經驗教訓,有望降低發射成本到現在的1/2,成熟後降低發射成本到現在的1/10,這已經足夠改變大部分航天應用的性價比。對於研發門檻較高的重型運載火箭,主要靠模擬試驗技術(如CFD)的進步降低研發成本。SpaceX的Raptor發動機的設計過程應用了SpaceX獨創的湍流模擬演算法,遠超現在學術界和工業界的CFD軟體水平。對於單價較低的小型運載火箭,主要靠簡化飛控等系統和提高生產自動化程度降低生產成本,如Rocket Labs公司的3D列印電動渦輪泵。另外還需要開闢適應低成本密集發射的商業發射場。
降低衛星成本,主要靠電子技術的發展提高衛星的功能性價比,尤其是對商業電子元器件進行測試認證後用於航天應用(COTS)。目前航天器遠遠沒有用上逼近摩爾定律的最新型號晶元,還有較大發展空間。至於抗輻射問題,目前相當一部分消費類晶元使用SOI工藝,理論上抗輻射性能較好。
在完成這些任務後,近地軌道的航天活動屬於常規的交通運輸、電子信息產業的一部分,不再單獨討論。
500年的尺度上:實現太陽系殖民對人類文明的存續至關重要,而且遠早於500年。
這裡把500年拿到50年的前面說,因為100年的時間尺度上會發生一系列事關人類文明生死存亡的大變局,需要在50年的尺度上預測和應對。
地球文明的內卷化幾乎不可避免。從歷史上看,一個區域文明的壽命約為幾百年~幾千年。在地理擴張達到極限之後,隨著資源的消耗和歷史遺留問題的積累,社會逐漸陷入爭奪存量資源的養蠱模式,變得擁擠、猥瑣、停滯、衰退,甚至毀滅。大規模的文明進步需要舊的文明遷入新的地理環境(希臘、羅馬、美國),或者至少要從外部獲得新的資源(工業革命、改革開放)。
AI奇點可能在50~100年的時間內出現。即AI的發展隨著時間而自動加速,更新換代的周期越來越短(幾十年、幾年、幾個月、幾天……)最後在某個時間形成爆炸性的突破。然後可能進入人類逐漸向AI移交各種工作、逐漸被AI包養和退役的階段。技術發展加速的最後階段,各行業和地區之間很短的時間差足以形成代差,也可能撕裂社會。但對於航天技術本身,AI的影響遠好於一般行業。一般行業怕產能過剩和失業,航天正好怕貴、怕危險、怕人類軀體難以適應太空。
現代的社會運轉和資源消耗快於古代,國際社會已經初露內卷化的疲態,頂多再堅持100年。但如果實現太陽系殖民,則火星和小行星帶基本足夠開發500年,且無需可控核聚變。再往後則需要恆星際航行,但社會已經由AI主導,航天活動由載人重歸無人。甚至可能實現馮諾依曼探測器,即把AI配套的硬體自複製所需的全部設備一起小型化做成一個探測器。在這種情況下,使用可控核聚變達到百分之幾的光速,航行上百年到達另一顆恆星周圍的行星上也可以接受。
可控核聚變貌似遙遙無期,但短期內不急。人類壽命極限/光速限制問題貌似無解,但會被AI化解。真正的問題在100年內會發生人類出現3萬年以來未有的大變局,機遇和挑戰並存。
如果等著AI發展完善之後由AI進行無人航天,實現起來相對簡單,但意味著AI能出去而人出不去,人類放棄未來。而且大變局當中航天活動可能受到衝擊而中斷,最後人和AI一起困在地球上養蠱玩完。
如果搶在地球內卷化和AI全面掌握社會事務之前載人殖民火星走出地球,則有更多資源供社會高速發展、緩衝人類和AI的競爭,以及由兩個星球分擔大變局中的風險。
50年的時間尺度上:需要完成殖民火星的前期準備工作:建成火星國際空間站、SpaceX的ITS達到設計目標、做好AI時代來臨的準備。
在太陽系各個天體當中,火星的條件相對最適合殖民地自持。國際空間站的居住規模足以驗證人類在火星長期自給生活的關鍵技術,包括推進劑、氧氣、水、食物的就地自給(ISRU)、人體長期適應火星環境。但不需要涉及殖民地完全自給、商業模式盈利的難題,只需要降低成本把火星任務塞進現有國際空間站的預算規模里。
火星國際空間站的運營模式和現在的國際空間站一樣,NASA購買SpaceX的貨運服務,載人仍然用「自家」的SLS。為了達到這個目標,需要把每公斤載荷的成本降低到現在的1/10~1/50,SpaceX的mini ITS在復用狀態下可以滿足要求。mini ITS用的Raptor發動機已經試車,以SpaceX的研發速度應該可以在5~10年之內投入使用,然後剩下40年的時間留給NASA分批運貨運人。
完整版的ITS將把每公斤載荷的成本降低到現在的1/100~1/1000,足以逐步運送數百人甚至數萬人登陸火星,以及運輸各種大型工業設備。火星有足以生產水泥、金屬、塑料、化肥的沙土、礦石、水、二氧化碳、氮氣,配齊生產設備之後足以供給後續的殖民地建設所需(以重量計)的大部分物資,剩下的晶元等核心高科技產品依賴運輸問題不大。至於盈利模式,跑馬圈地對資本有很強的誘惑,未必需要短期內從火星向地球運回產品實現貿易平衡。這涉及到外層空間的產權和主權問題,美國已經在修改法律允許商業公司擁有外星產權。至於日後殖民地可能獨立是否值得建設,從英聯邦的歷史看,獨立了的殖民地仍然遠好於沒有殖民地/別人搶佔殖民地。
50年內完成ITS的研製和應用足以開始殖民火星,實際研製周期應該只要20年左右,後30年可以進入應用階段。
在AI奇點臨近的情況下,關鍵性的航天技術、製造工序、操作流程需要做好全面應用AI工具的準備,以適應和利用AI時代的爆炸性發展。同時應保留人工備份,以免AI失控全部損毀。
如果適應了AI對社會帶來的挑戰,AI對於航天技術能帶來巨大的推動。無人探測器、火星機器人、圖像識別、自主導航、結構優化、CFD、3D列印等領域都非常依賴AI技術,或者應用機器學習演算法能夠提高效率。
很好的問題。
5年:如何降低火箭和衛星成本,從而使航天真正商業化,催生出各種造福於人類的應用。
50年:如何從價值上,使航天本身成為一件不虧本的買賣。解釋一下:發射一個航天器,需要大量的能量,也就是大把大把的銀子,但是實際的物質所得很有限。登月花費巨大,所得無非是一些石頭,當然還有價值不可估量的知識。出於科學探索或是某種政治目的,這樣做是划算的,但從商業的角度,這樣不可持續,也正因為如此,各國都沒有再投入巨資試圖把人送往比月球更遠的地方。在未來的50年,人類要解決的是如何使航天成為一個真正划算的買賣,比如:發射一艘飛船,造價10億美元,發射成本2000萬美元,但是飛船從遙遠行星取回價值10億美元的某種寶貝。
500年:對於衝出銀河系這樣的星際探索任務,現在人類掌握的物理知識和工程方法,都無法承載,因此必須解決星際航行的新理論和新方法。目前幻想出的蟲洞等概念就是向這一方向的思想試驗。自1942年納粹第一次將V2火箭發射到100公里的卡門線起到今天,人類已經探測航天75年。在5/50/500三個未來的時間點上,我覺得最重大的問題應該是:
1。5年內:商業航天的崛起
75年內人類的三大航天天頂科技是阿波羅登月、太空梭和國際空間站,他們的技術高度達到了前所未有的狀態,但代價是極其高昂的費用。這三個任務的費用都超過了驚人的2000億美元!雖然比起他們獲得的技術積累從長遠來看這些錢花的值,但在短時間內的投資需求實在太大。
所以目前亟需商業航天力量將這些現有技術消化吸收。換句話說,用商業化的力量將航天變成一個可以盈利的行業,這將使目前的航天發展狀況大為不同。
還好以Space-x,Orbital ATK,Bigelow,Blue Origin為代表的優秀航天企業崛起。Space-X憑藉極大降低航天成本,已經實現了盈利和快速增長,拿到了海量投資。它起到了一個示範效應,其他公司也在齊頭並進,大量投資進入這片藍海。
5年前Space-X還不為人所知,而如今家喻戶曉,按照這個發展速度,5年內商業航天將會是完全不同的面貌。只有通過商業航天的大規模發展,人類真正邁入航天時代才能成為可能。
2。50年內:航天國家隊抱團的重大技術突破
商業航天有個先天不足:不會冒險嘗試超高投入大風險低回報的技術發展,這些技術根本不是他們搞的起來的。比如現有航天三大天頂科技之前動輒2000億美元的投資。
但此時需要國家隊,也就是美國NASA、歐洲ESA、俄羅斯Roscosmos、中國CASC、日本JAXA這些領導天頂科技發展,將人類航天技術推到一個新高度。
現在來看下一個天頂科技就是實現載人登陸火星,需要的費用在10000億美元以上,恐怕也只有國家隊甚至多國合作完成,這將是50年內的目標,期間再由商業航天將這些技術消化吸收。
3。500年內:拯救人類的唯一希望
隨著人類火的革命、農業革命、兩次工業革命直到今天第三次信息工業革命進程中,人類掌握的生產力水平在急速上升,也意味著對地球的破壞力和對人類自身的破壞力不斷飆升。
即便是在100年內,人類歷史上前所未有的民族主義此起彼伏、宗教矛盾到處都是、恐怖主義每天上演,曾經兩次世界大戰破壞力空前,而後續更高烈度的戰爭也在路上。更何況環境污染、超級流行病等問題都衍生而來。這些貌似只與人這種動物的人性有關,所以生產力只會放大破壞力。
在500年後,也許掌握核武器的國家都超過1000個(默認民族主義和宗教矛盾會導致很多國家進一步分裂),核大戰也許已經上演了很多次,末日電影變成現場直播。
恐怕通過航天逃離地球才是普通人最好的選擇吧,每個人都會辛苦工作,甚至加入更多戰爭搏命,努力掙上一張末日的船票。
對地球外的空間開發成為最核心的問題,太陽系內的星際旅行成為常態。
所以那個時候航天最重大問題是:
如何給更多人提供船票?
而船又開向哪裡?
一.5年內最重要的還是降低天地交通成本,航天發射一次性丟棄交通工具導致交通成本居高不下,嚴重製約了太空活動的發展。發展完全可重複使用的運載系統無疑是重中之重。SpaceX的ITS超級火箭和英國的Skylon太空飛機是這方面的希望。由此會帶來太空產業的進一步繁榮,從無數滿足大數據搜集和衛星互聯網服務的商業衛星到太空旅遊業、服務業。
二.50年的重大問題是原位資源利用系統和先進太空製造技術的成熟和改進。以確保人類能大規模利用月球、小行星的資源進一步用於開發太空,而不是從地表發射。月球的氦3、小行星的某些稀土元素和貴金屬在技術達到一定水平後就具有重要的商業價值和戰略意義。簡而言之關鍵就是其他天體資源的商業化開發、儘可能降低對地球的依賴和從蛋白質晶體、半導體元件直至大型空間結構、深空飛船的太空製造業。太空工業化將能有效解決地球面臨的一些棘手問題,例如在日地拉格朗日L1點部署遮陽系統能緩解地球氣候變暖,天基太陽能發電系統則能從太空給地面輸送源源不斷的能源(2個巨型太陽能發電衛星輸出功率等於一個三峽)。
三.新世界的定居、新文明的建立,確保封閉獨立的人類社會和生態系統能在其他天體上長期、健康的運作和發展、還要解決如何跟外星生物妥善共處(主要指微生物,土著微生物可能非常危險,可能比埃博拉病毒還致命)。探索太陽系新的政治、外交、貿易規則。超越太陽系,亞光速恆星際飛行也會是重點。
謝邀!我最喜歡答這種腦洞題了。
【5年後】
美國的SLS(Space Launch System)重型火箭成功首飛,最大LEO運力為130噸。
次年,中國長征九號也成功首飛,最大LEO運力為140噸,為當時世界上最強的運載火箭。在首飛時就成功發射了天宮三號空間站的核心艙,尺寸大致等於美國幾十年前的Skylab空間站,整體建成後無論尺寸和重量都將遠超國際空間站。而已經使用了兩年的天宮二號將受控墜落到夏威夷周邊海域。
俄羅斯宣布加入中國的天宮三號項目,負責建造第二個重型艙段,未來將由長征九號發射。與此同時,也突然退出了美俄主導的國際空間站項目,而現有艙段除了當初由美國出資的曙光號功能貨艙以外,其餘艙段將逐一接入星辰號服務艙,然後脫離國際空間站,由地面操作減速變軌,墜落於太平洋。
2024年美日歐宣布國際空間站正式退役,由地面操作減速變軌,墜落於太平洋。此時,在地球軌道上只有中國擁有空間站。
2025年NASA放棄了原計劃2030年建成的月球基地建造計劃,並向中國提出加入天宮三號項目的請求,中國表示同意。同年,畢格羅公司使用SpaceX的獵鷹9號火箭向天宮三號發射了B300充氣實驗室,完全展開後內部容積超過了中國的艙段。
2026年天宮三號基本建成,並改名為天宮國際空間站,包含5個中國大型艙段,1個美國充氣實驗室,而俄羅斯艙段則推遲到2028年交付。
同年,中國月球基地開始建設,由長征九號火箭發射第一個組件,並安排航天員入駐。中國成為世界上第一個有能力建設月球基地的國家,美國表示有意願加入中國的月球基地項目。
同年,SpaceX的全尺寸ITS(行星際運輸系統)成功發射,NASA也建造了美國火星基地的組件,將於2028年用SLS分三次發射至火星。
2028年,SpaceX使用載人ITS向火星送去了首批探險隊,主要以美國科學家為主,還有在NASA受訓過的中國、俄羅斯、日本、歐洲的科學家和醫生,並利用NASA發射的組件建造火星基地。與此同時,SpaceX也使用貨運ITS向火星發射了能源站,用於生產返航使用的燃料。
同年,馬斯克在Twitter宣布SpaceX將聯合NASA在火星上建造第一個火星城市,為了見證火星徹底被改造成宜居星球,馬斯克準備斥巨資在日本將自己改造成為當時還處於實驗階段的全身機械義體,擁有幾乎無限的壽命,成為真正意義上的「鋼鐵俠」。但因為技術條件限制,日本科學家Hashida Itaru博士表示初代的全身義體只能改造成大概17歲所有的少女外形,馬斯克表示無法接受,但考慮到自己也到了半身入土的年紀,為了理想只好選擇妥協。Hashida博士給了馬斯克幾種外形選擇,馬斯克最終選擇了「Mikumo Guynemer」的外形,據說是十多年前一部日本動畫當中的作品,之所以選擇Mikumo的原因是其他的都太矮了。
2032年,馬斯克隨第二批船團前往火星,但因為美國政府並不願意看到民間企業SpaceX逐漸成為主導人類宇宙拓荒的力量,使用各種陰險的手段,在馬斯克離開地球後,將SpaceX收歸為國家機構,並改名為ITA(行星運輸總署)。馬斯克的地位這時候被徹底架空,等到第一批探險隊返航時,隨隊回到地球的馬斯克也失業了。Hashida博士給他的建議是出道成為偶像歌手,籌集資源,來日東山再起。
【50年後】
從2085年開始,美國的很多州就像多米諾骨牌似的通過公投紛紛宣布獨立,原本在火星拓荒時期作為主力的老牌超級大國突然間就徹底瓦解,NASA也即將宣布解散,原本屬於美國的所有航天設施,尤其是已經在火星上建成的數個大型城市和工業體系,都將出售給一家名叫ValkyrjaX的公司,而這家公司的所有者正是50年前出道的著名偶像歌手馬斯克,憑藉雄厚的資源,她暗中操控只剩下1/4領土的美國,以國家的名義繼續完成她偉大的理想。
2090年,ValkyrjaX公司不顧各國的反對,公然違反聯合國通過的《近地軌道條約》中條款「為減少太空垃圾,保障軌道的安全,各國使用地球近地軌道必須經中華人民共和國國際軌道管理局同意,並按程序報備」的規定,擅自從火星向地球發射了星門系統EarthGate,據說是NASA在三十年前從火星某處遺迹中發掘出來的外星飛船中獲得的技術,可以在太空中兩點間生成一個永久性的蟲洞,普通的飛船通過星門可以在瞬間從火星軌道返回地球。
以中國為首的聯合國軍正式將ValkyrjaX公司定性為邪惡勢力,將由俄羅斯負責使用軌道激光炮將ValkyrjaX公司的星門擊毀,但當俄羅斯的激光炮射向星門時,激光發生了莫名其妙的折射,據說也是來自外星人遺迹的護盾技術,這對於當時的聯合國軍暫時無解。
ValkyrjaX公司通過星門又從火星向地球軌道投送了數個武裝空間站,都使用了外星人的護盾技術,所以聯合國軍無法將其擊毀。
2031年,美國被聯合國開除常任理事國的席位,原本五個常任理事國只剩下中國、俄羅斯、印度、歐洲聯邦。美國也宣布在地球的國土除了保留資源站和軍事設施之外,最後一批移民由ValkyrjaX公司送抵火星。
2032年,ValkyrjaX公司在木衛二建成供水和凈水設施,靠蟲洞技術向火星供應大量淡水。
2041年,ValkyrjaX公司在太空中搜索到一個可供連接的星門信號,馬斯克覺得這是人類走出太陽系的契機,遂下令使用EarthGate嘗試連接。但不幸的是,這個數萬光年外的古老星門其實已經被蟲族作為巢穴佔據,剛建立好蟲洞通道就從星門中傳出三個巨大的蟲族母體,ValkyrjaX公司緊急遙控地球星門自爆才阻止了事態的繼續惡化,馬斯克通過星際網路告知地球各國政府做好應對蟲族母體墜落地球的應對準備。
半個月後,ValkyrjaX公司的武裝空間站成功殲滅所有蟲族母體,但還是有一部分蟲族母體殘骸掉落到廣東省,據說馬上就被當地應急部隊銷毀,被附近村民拾獲的殘骸也都全書追回,三名誤食者也被送往相關設施進行隔離,並未造成大規模擴散。各國媒體都稱讚中國「拯救地球,拯救人類!」
2043年,ValkyrjaX公司新建造的重型星門EarthGate MK2抵達地球軌道,聯合國表示譴責。
2050年,中國成為世界上第一個完全依靠人類科技研製出星門系統的國家,成功在上海將一隻蠑螈傳送到北京。馬斯克表示,中國完全沒必要重新發明輪子。
同年,日本裔美國科學家Christina Makise博士發表關於空間躍遷技術可行性的論文。
2060年,ValkyrjaX公司正式發布人類史上第一台自主研發的躍遷引擎,在首輪測試中就成功將兩噸重的鐵錠從火星軌道上精準發射到木星。但中國互聯網媒體《星際時報》表示ValkyrjaX公司實現的躍遷引擎在原理上與Christina Makise博士的理論相差甚遠,更像是外星人技術的再現,據知情人士透露,ValkyrjaX公司並不只有從外星飛船遺迹上逆向工程得來的技術,與外星智慧文明似乎也有技術轉移。
2061年,NASA和多家美國的飛船製造企業都向ValkyrjaX公司購買了初代躍遷引擎「Mangosteen」。
2062年,中國成功在地球近地軌道部署了第一套自主研發的實用化星門系統「玄武門」,預計兩年後將在月球軌道上部署第二套星門系統。並表示星門系統相對於月前引擎來說,在安全性上具有無可比擬的優勢,因為根據Christina Makise博士的理論,空間躍遷可以被攔截。
2063年,因為空間躍遷技術得以應用,而傳統的短距星門使用成本也相對更高,星門的使用率越來越低,所以ValkyrjaX公司宣布EarthGate MK2進入無限期休眠狀態。中國也成為了世界上唯一擁有在役狀態星門系統的國家。
【500年後】
火星在數百年前就已經完成宜居星球改造,而當年的ValkyrjaX公司在完成宜居改造後也宣布解散,所有設施都將捐贈給ITA(原SpaceX),同年馬斯克當選成為美國大統領。在她上任後,馬上就派遣遠征軍返回地球軌道,不顧聯合國各常任理事國的反對,重新激活EarthGate MK2,再次連接當年那個被蟲族作為巢穴佔據的古老星門,並動用前所未有的火力攻勢,清剿了所有蟲族。
同年,美國再次成為聯合國常任理事國。
在這數百年間,各國都對星門另一邊的星系展開了探索,命名為新太陽系,並發現了兩個宜居行星,被命名為青蛙星和新阿拉斯加星。
2500年,在地球軌道和新阿拉斯加星軌道集結了人類歷史上最龐大的移民船團,這次規模龐大的長距離移民並沒有統一的目的地,而是向著各自設定的航向開始了長距離躍遷。
【更遠的未來】
在未來的1000年間,當年從地球和新太陽系出發的船團早已分散到銀河系各處,有些船團開發出更先進的長距離躍遷技術離開了銀河系,向著宇宙的更深處進發;有些則改造了沿途發現的宜居行星,並安頓下來;還有一些船團跟外星人的移民船合流,或者定居到已經存在智慧生命的星系,人們開始跟外星人進行交配。
而馬斯克也在2500年的時候,卸任了美國大統領,為了新的理想,踏上了大移民的旅途。但不幸的是,當她獨自駕駛飛船探索銀河系核心的時候,因為靠得太近,不幸被吸進去了。
問題的確太好了,忍了很久還是沒忍住,來強答一下。既然是腦洞回答,想到什麼說什麼,說得不好大家指正~
題主從時間緯度上提出了5年、50年和500年。我為了讓自己的回答清晰一些,在這個時間維度上再增加幾個不同的能力,首先是認知力,一般這個能力都是走在最前面的例如從開普勒到行星旅行之間隔了幾百年;探測能力之後的就是工程實現能力,工程實現能力往往又會把認知力再前推一個世代;最後是經濟可運行能力,就是工程能力的規模化,例如大眾的星際旅行。
前提說完了,我們就開聊吧。
I 5年
1-1 認知力
未來的5年,人類不但正在開創大航天時代,也在開創大遙感時代。遙感這個東西說白了就是認知力工具,未來的五年中遙感將快速的向全覆蓋,實時覆蓋,全波譜覆蓋,全空域覆蓋的全面化發展,同時也將依靠智能從數據向信息爆炸發展,說的直白一些,未來的遙感數據如同我們現在的通信流量一樣變成基礎設施,形成一個高速的數據河流,所有空間信息的都從這條河流中產生。這是向內的認知,讓我們提升對地球對自身文明的認知。在技術上需求的是大規模星群技術、稀疏探測技術等等。
同時,會有更多的航天器,去往更多的空間目的地,探索更廣更深的宇宙空間。空間探測同樣在這一時期會進入網路化,智能化的快速發展過程,集群探測以及深空探測信息網路的技術逐步成熟,太陽系中形成穩定的信息網路基礎設施。
1-2 工程力
工程方面未來的5年中很多方面的工程力都是性能的提升,值得一提的一個方面是以空間服務為核心的技術域。這一技術領域包含了空間操控、空間自組裝、空間製造等逐步把製造和服務從地面搬到近地的時代變革,也算是為未來向宇宙進發的訓練營啦~,期間應該還有重器詹姆斯韋伯的上天這個裡程碑,只要不要再延期。
1-3 經濟力
談到經濟力不得不把大家喜聞樂見的老馬同志搬出來了,還有維勒大神。說到地需要依靠他們來把飛天和造衛星這些個事情搞得便宜,搞得有油水,搞得大家都去搞。我們的大航天時代才拉得開序幕。
II 50年
2-1 認知力
太陽系內的信息系統全面建成,穿越現有維度的通信與探測技術誕生,實現太陽系外的探測能力。
2-2 工程能力
新型推進技術的出現,行星間快速旅行成為可能,空間製造技術成熟,初步構建行星間旅行中繼站,人類進行行星登陸開發技術域的構建。
2-3 經濟力
初步形成太空經濟,太空資源開採催生太空金融,空間製造進入2.0時代,也就是空間的大規模製造年代。普通人可以頻繁進入近地空間觀光、培訓、工作。
(有點編不下去了~~汗)
III 500年
3-1 認知力
全知化推疊,探測型信息干預,認知即干預。
3-2 工程力
批量文明複製與遷徙能力。
3-3 經濟力
認知經濟誕生,認知力即經濟力。
500年不知道,只希望5年內能解決待遇問題,50年內能解決宣傳和領導問題,任重而道遠。
不請自來。這個問題問的我心痒痒痒痒…
第一次對航天感到震撼,是初中的時候,在百科全書上看到土星五號運載火箭。印象里110米高,比起我們平時看到的31層高層住宅都要高!這樣的一座山,推進到月球,是怎樣的一種偉力?
整部飛船的計算能力不足一個現在菜攤使用的計算器,這種情況下能登月?!!?這也是為什麼現在很多人都對此有質疑,但是了解的越多,越深深被這一個計劃吸引。
對於所有航天人來說,什麼最難克服?什麼是最大的瓶頸?
預算!是錢!
我國對航天的投入,不足GDP的千分之一,卻已然是航天大國。只因為航天確實是一個入不敷出的研究性行業。所謂的太空育種啊等等,都是為了「拉經費」…好吧,確實很有用(別打我啊啊啊啊,我跑了)
5年後的航天,與今天最大的不同,可能出現在私人定製航空的開始。也就是說,作為一個土豪,你可能通過spaceX或者波音公司等巨無霸企業,到太空遊覽一圈。
我國的長征9出世,初步擁有了登月的底子。世界各國的航天穩步推進,不會有大的發展。
5年,也就僅僅是五年。
航天技術的進步,源自於物理學大廈的高度。只要不出現「有小行星多少年後撞擊地球」這種情況,各大國50年內大額投資航天的概率很低。
50年後,我最夢寐以求的可控核聚變誕生了嗎?無工質推進成功了嗎?太空電梯的材料研究成了嗎?
如果50年後,出現了科技突破,而人類又沒有進行世界大戰,50年後的私人航天,想去一次,大約跟1980年代做一次飛機難度差不多。但是也僅僅是去繞地球轉幾圈。
世界各大國都進行了登月,美國、中國等幾個航天大國已經嘗試載人登陸火星。各國正聯合準備在月球上建立基地,作為火星基地的前站。
我相信美國的無人器已經登陸木衛等地方。
500年後,在現在看來,就是一部小說。你把你現在的手機拿給愛因斯坦看,他能慢慢理解,你拿給牛頓看、他能嚇傻了。而牛頓距今也僅僅三百多年。
我不認為人類未來500年的跨度能達到近300年來跨度這麼大,但是那時候肯定已經出現了很多匪夷所思的技術。
第一必須提能量。環日戴森環(雲)已經開始初步建立,各大國各大公司簽訂協議,對太陽照射區可取用點進行瓜分規定。
人類尚未發現超光速通訊方式,火星與地球聯繫依舊延遲十幾分鐘或者更久。時而無法聯繫。
木衛核聚變基地建立越來越多,人類制定史上最嚴太空港運輸反物質協約,加大對反物質的監管使用。而反物質將成為主要可運輸能源流通。
人類遠征者已經進入奧爾特雲進行探索,正準備去相鄰星系探索。
在木星背面建立超大型太空望遠鏡,並將監控衛星發射到太陽系柯依伯帶。
地球仍將擁有人類99%的人口,人口將達到數百億。將有數億人口,在各大星球地球村居住研究。
太陽系內的航班很多,私人飛船出現。
好想生在那個年代…然後擁有冬眠技術,壽命延長很多,然後,就是征服星辰大海的時候了!
蛇精病才會答後兩個。前五年推進劑把
航空領域,長遠來看,真正的玩家,也就中美了。
像歐洲、俄羅斯、日本,重在參與吧。至於印度,也就只能混個重在摻乎鼓勵獎了。至於其他人,負責攢錢買票吧。
航天,根本問題是推力,推力要大,還要能持久。
美國阿波羅之後迄今無來者,太空梭這種模式又已經放棄。目前現存的大推力火箭也就美國的德爾塔4,俄羅斯的質子號,歐洲阿麗亞娜號,還有咱們大中國的胖五。
美國目前對航天投入不如以前大,而且空間站三兩年後要退役,能否超期服役,不好說。空間站沒了,這是一個大問題,是不是再整一個?要是不的話,那就只能找中國聊聊天宮一號了。
中國呢,起步晚,底子薄,可是咱們日拱一卒,摁住死磕,現在十年河東轉河西,地主老財也來找咱們商量事了,這個得好好盤算盤算,合作,一定要合作!
中國在文昌的發射基地已經啟用,這個地方可以藉助地球自轉獲得更大發射初速度,比西昌有先天優勢。而且,胖五服役,加上胖五在咱們家裡推力排名第一,運載能力無人可替,近五年看來,也就圍著胖五打轉轉吧,譬如發展出胖五B型、C型,defgh型....哈哈
推力,還是推力。
要推力,那就要燃料,目前胖五起飛質量八百多噸,光燃料就佔了九成。這種質量的大火箭,點火之後,九台發動機(是九台還是十一台發動機)一起啟動,發動機動力平衡調整就得將近十秒左右,然後才能脫離發射架起飛,質量再大些的話,這尼瑪真是無法想像了。
而且,這還是氫氧型的,從燃料角度來說,已經是極致了。再說了,帶這麼多燃料,這是發射衛星呢還是發射燃料啊...
換句話說,化學燃料火箭,在地球上已經離極致不遠了。
再大,還能大過阿波羅不成?
化學燃料火箭,這條路走不遠。
為什麼非要做大火箭?
因為地球重力栓著唄。
但話又說回來,即便克服了地球重力又能怎麼樣呢?還是走不遠啊!你去月球試試,火箭小了推力即使夠了,那回來呢?即使月球夠了,那火星還去不去?
所以,目前擺在人類面前的問題是,如何做一個推力又大,又能推的長遠的大火箭!
符合這一條件的,目前看有可能的也就是一樣了——核動力。
近50年,能否造出來核動力火箭,很重要。
目前在軌道上的衛星調整姿態的時候,很多是使用的離子發動機,這種工質推動特點是比沖高,但提供的推力小,精確,靠的是電力。要是把核電站整到太空中,電力問題解決了,再研製出來大型的離子發動機,這就美妙了。
即便不是在地球上發射,能不能送達空間站組裝後發射?實在不行的話也可以在月球上整個基地嘛。
500年就不說了,人類能不能活到那時候都是個問題。
說出來還別不服,萬一實驗室整出來個黑洞,反物質,超級病毒,甚至第三次世界大戰,畫面太美麗不忍直視.....
————瘋……哥……——線————糾正評論區幾個槽點:
1、國家重視不重視人才,不取決於你聽到的輿論,只取決於事實上的金錢和利益分配體制,這不是盯著政府政策或媒體就可以做判斷結論的事情,而是要看社會發展趨勢。現在你應該看到,一直在好轉,知本+資本的時代已經到來。知識,它的價格正在提升。記著,低速物體運動速度的提高,需要加速度和時間。(無錫太湖邊有專供航天航空人員的度假別墅區,這是個待遇改善好轉信號吧?)
2、地產興邦?很多人一提到地產就氣的牙根痒痒,城市化進程+經濟高速增長+住房體制改革+人口紅利,房產價格不上天才怪,這是社會發展的階段性規律,不是誰可以左右的。認不清趨勢和現實,僅僅一句話就概括的住?那等人口紅利消失地產萎靡又怎麼辦?屁股指揮腦袋接著罵街?
面對房地產行業的發展趨勢和前景,你說是迎頭痛擊呢還是乘勢而為?如果說這就叫地產興邦的話,那咱們還玩命搞基建,修橋鋪路,架國家電網,造手機,搞互聯網,蓋學校擴招……這又怎麼講?這哪一個不是全球最大的玩家?
這該叫啥興邦呢?還是叫你國吃棗藥丸?
3、我說中美才是航天的真正玩家,是因為工業人口基數+工業基礎+資金+科技+意志驅動+體系規模+亂七八糟……就這,放眼世界,中美之外還有更好的?
還有說阿麗亞娜的,歇會吧,歐洲的大哥大姐先把資金解決了再提火箭筒的事吧。一個定位系統組網衛星都湊不齊,北斗再過幾年就尼瑪全球組網了,還要啥自行車?
再吐槽一下歐洲,就說新能源核聚變研究吧,一個大歐洲,唉,不提了,有興趣的自己度娘。
細節有時候是挺反應問題的,可老盯著細節不放,看似睿智,實則是沒有看到大局或高度不夠。
我覺得目前航天事業最需要解決的就是吸引資本和資金的流入。這也是五年內最需要解決的問題。相信大家都明白,任何行業想要發展首先需要大量資金的湧入。目前火爆的計算機行業正是由於資本的湧入和互聯網時代的來臨才讓這個行業成為了風口浪尖。航天的黃金時代是冷戰時期,因為雙方病態的投入讓航天得以極大發展,當然這種投入無法長久維持下去,最好的方法就是航天商業化,讓資金大量湧入。
因此5年內,我認為最重要的就是扶持一批類似於SpaceX的公司,讓航天大眾化商業化,並且根據公司的運營模式產學研結合,帶動這個行業的大發展。讓資金流入,促進技術的進步。
50年內我認為最重要的是嘗試在軌道上建立一些永居型空間站,進行太空採礦,進一步商業化,反哺新技術…
500年太遠 看不到那麼遠的未來………首先需要明確一個概念,五百年這樣一個尺度,已經需要一個由常將軍領導下章北海這樣的大腦來構思了。
首先我們回朔一下五百年前,1517年,馬丁路德開啟了宗教改革的畜牧;正德十年,史書中最荒唐的皇帝朱厚照還有四年陽壽;桶狹間之戰,織田信長決定了日本的中央集權趨勢;還有近一個世紀,五月花號才會到來美洲大陸。
五百年,滄海桑田,大聖也在五指山下,不知今夕何夕。
五十年,這樣一個時間尺度,需要毛澤東周恩來這樣的大腦,來進行布局。
回顧五十年前,1967年,阿波羅一號在卡納維拉爾角爆炸;文革進入文攻武鬥的時代;第三次中東戰爭爆發;歐共體成立;我國第一發氫彈決定了五常最終的排位。
五十年,滄海一粟,王質觀仙人弈棋,到鄉翻似爛柯人。
五年,一個五年計劃,足以讓一個高度集中的政權產生翻天覆地的變化。蘇聯,一五實現了農業集約化,然後工業化有了基礎;共和國,一五實現了三大改造,奠定了新世界的基礎。
五年,彈指一揮間,一萬年太久,只爭朝夕。
由此觀之,五年,五十年,五百年,航天計劃的根基,分別在錢,人,思想。
錢,是五年計劃的根本。
嫦娥工程繞月探測從研製到建設一共耗資十四億,北京地鐵每公里造價8-10億。北京市城市軌道交通第二期建設規划到2020年總長1177公里,現在總長574公里。拿出一條郊區線的建設費用,基本上建立月球半永久基地是有可能性的。因此,在五年計劃中,錢,至關重要。
人,是五十年計劃的根本。
十年樹木,百年樹人。美蘇爭霸星球大戰的年代,兩個國家充滿了各種人才。而今,俄羅斯大師凋零,美利堅人才去往華爾街,共和國有著年輕化的團隊。說好聽點,我們有未來。說難聽點,年輕化,意味著我們的團隊沒有經驗。航天團隊有多少年輕人是為了千把塊錢的工資留下?有多少是為了混個北京戶口?建立真實有效的獎懲機制,長期化培養專門的人才梯隊,這才是五十年的目標。
五百年,需要的是思想
程心毀滅了人類所有的未來,因為,這是人類自己的意願。西班牙作為歐洲菜雞國家,都會被伊斯蘭國懟,這是聖母病爆發的後果。五百年,如果人類一直這麼下去,五百年後,不會有這種問題,因為人類早已爛死在地球了。培育一種以集體利益為核心的中心思想,興許五百年後進入深空的人類,有延續族群的可能。
5年:主要還是商業火箭發射,低成本的LEO運能需要有一個很大的提升。
50年:開源節流。開源就是能不能把航空發射變成一種有利可圖的事情,比如無重力下一些特殊工業產品的開發和製造,以及地球上較少的礦藏的開發和利用;節流就是繼續降低LEO的運力成本。
500年:500年的尺度上已經不是航空航天自己的問題了,需要人類的存續和科技樹的進步。我覺得在近未來人類應該做到的包括 ——
- 超低成本的LEO運能;
- 可控核聚變;
- 更大功率的離子推進技術;
- 更精細、成本更低的材料加工技術,並且需要盡量縮短材料加工的閉環。
這樣,藉助於更新後的航天、能源和材料技術,就可以完成新一輪的殖民(材料的發展是為了讓殖民地可以以最小運力成本達到自給自足的狀態) —— 這個時候金星和火星都是不錯的選擇。作為一種動物,人類首先要能不斷殖民才能讓種群順利的延續的發展,否則很容易就會陷入窩裡斗。而一旦殖民成功,別說五百年了,我覺得人類再續個一兩千年不成問題。
五百年的無法想像。因為線性的發展不會是常態。特別是太空這種高精尖的領域,技術突破的影響一定是跳躍式的,至少燃料火箭這種路五十年還沒到頭的話只能說明我們的發展太慢了。
五年內可以實現的是商業公司對航天的初步布局,不要小看這條,資本的大量進入是一個行業普及和大發展的必要條件。只不過目前的模式是大富豪的個人情懷(馬斯克,貝佐斯),大部分投資人和潛在創業者還在觀望。SpaceX也花了十幾年的時間才實現穩定可用的商業發射。
五十年這個尺度其實已經很大了。就現在的局勢來看五十年之內沒有比較大規模的戰爭打死我都是不信的。戰爭形態會催化技術迅速轉化為可行的工程項目,航天領域一定是重中之重。
還要考慮到技能樹點到其他枝幹的可能性,黑天鵝反而決定了人類最終的方向。
我們要考慮,去太空,可以獲得什麼?如果說是因為地球資源枯竭,那我們現在有在外太空獲得可替代能源的方案嗎?這種方案一定要在太空實現,還是所需材料一定要在其他星球獲得?還是地球的環境已經完全不適合人類生存(不排除核戰爭的可能性)?只有有明確的利益可圖,才能有明確的動力。只不過如果是後者,去太空就意味著被迫移民,這將是一段悲慘的歷史。我們不希望這樣。
資金、資金、資金
5年:化學火箭和載人航天的技術改良,目前可靠的可回收火箭和載人航天器尚不存在。spaceX的獵鷹尚在試驗階段,回收成本不比新造低。太空梭已被證明可靠性不足,現役航天器都是一次性的。
我看到別的回答里說5年內的主要方向是商業化,我不認同,由於火箭的造價實在高昂,商業化需要可回收技術支撐,而目前的化學火箭,除了載荷和推重比進步之外,和阿波羅時期的火箭沒有本質區別。如果過去50年來化學火箭都沒有實現商業化,那沒理由未來5年突然就實現了。
所以5年內的主要方向是技術,先實現火箭回收、復用航天器,實現成本的巨大降低。
50年:商業化,或者說標準化商品火箭,目前的火箭發射,不論是火箭本身、發射場、時間窗口都是一單一單談,效率很低。50年內民用火箭應該達到如今民航飛機一般的商品化,民用載人航天才有實際經濟價值。(目前搞的民用載人航天只能算是體驗旅行)
500年:航天動力的替代品,化學火箭還是太低效了,大部分重量都用來帶燃料,載荷只有尖上那麼一點點。500年前的人類尚不會使用電力,也沒有原油煉化技術,如今都有了,我們有理由相信下一個500年可以實現某種能源替代化學能作為航天能源。我們拿十五、六世紀人類對海洋的探索和本世紀人類對太空的探索做一個簡單的類比。
為歐洲遠洋探索提供條件的是人們對這事的信任。當時的投資人(包括王室、貴族以及民間股東們)和創業者(探險家、科學家、水手們)都相信,遠洋探索能給自己帶來巨額回報。
伊莎貝拉女王贊助了哥倫布,哥倫布給她帶回了一個遍地都是資源和財富的新大陸。類似於這樣的成功案例在不斷地強化和鞏固人們對遠洋探索的信任。而正是這種信任,讓更多的投資人將自己的資金投入到探索事業中,成了遠洋事業的股東。有了足夠的資金支持,探險家們才有條件去探索歐洲以外的廣大世界。如此形成了一個良性循環。假如後續反反覆復的嘗試只證明遠洋探索毫無回報,或者回報抵不過成本,那這事慢慢就沒人做了。
所以對於更加昂貴的當代航天事業來說,如何點燃人們的希望,如何鞏固人們的信任是需要解決的重要問題。在哥倫布那個時代,資本就已經是營造希望的重要手段,同時也是連接信任和行動的橋樑,時至今日人類社會對資本的依賴更是有增無減。這意味著,資本關心的問題就是最需要解答的問題。
這個問題就是:未來的回報是什麼?
航天事業必須有理有據地回答這個問題,並將答案誠實地普及給全球各地的股東,以點燃股東們的希望;同時,還需要在未來不斷地驗證這個答案,以鞏固股東們的信任。
5年內來看,因為現在世界格局比較緊張,生怕打仗,航天方面肯定不會投入太多資金,選擇研究的方向大多也是對國防有利的。目前來看當然是北斗和墨子還需要進一步發展。光一個導航系統五年內做到世界頂尖水平,就夠這些研發人員忙乎的了。還有通訊加密,也就是墨子號。估計還得出好幾個類似量子計算機的衛星。
50年後,世界最缺的是什麼,是資源。隨著智能機器人的發展,在外太空作業估計不是什麼難題了,可能會研發大型載物飛船,用來裝載礦石什麼的,還有如何裝載以及開採各種各樣罕見資源算是一個難題了。想一下有時候在地球上開採東西都需要一系列技術的攻克,何況是外太空。還有50年以後可能會造外太空大型核實驗室,也就是外太空實驗站,意圖對地球零污染的情況下解決一系列核方面的技術。
500年後,如果照現在科技發展的速度來看,不發生大型戰爭,很有可能會出現改造星球的技術。比如把一些超小行星改造成大型航空站。現在對地球內部的探測的難度比飛往太空的難度還難。過個幾百年這些應該都不是問題。沒準會在地心處發現另一片世界。有了這些技術,到別的星球上,把星球內部改成空間站應該不是問題,雖然需要很多資源,但是外太空資源開採機器人能有效解決這個問題。到時好多星球上都會有衛星,星際之間通訊毫無問題,可以遠程操作機器人做很多事情。
其實航天設備的研製沒那麼難,很多技術都是脫胎於別的領域。可惜我活不了那麼久,不然真想看看500年後啥樣。希望以後會出現把記憶存儲到計算機里的技術。
5年內,需要進一步強化一些基礎理論和技術,比如脈衝震爆發動機,新材料技術碳纖維,金屬氫,信息計算機技術,超導技術,量子通信技術,等一干前置技術。
50年內,人類需要找出在經濟利益上走向太空的驅動力,而我認為未來30年內將會成熟的空間太陽能技術很可能取代化石能源,成為人類大規模走向太空的動機。此外還需要建立地面質量加速器這類大型宇航發射設施,在地球軌道建立大型人工重力空間站等
500年內,建立軌道電梯,完善受控核聚變技術,地月各大引力平衡點,火星同步軌道建立大量大型太空定居點,空天工廠,並且完成木星圈的開發,為深空遠航奠定基礎
就目前理論,只能這樣。不過人類科技可能出現停滯,以至於幾千年處於2階段,或者出現曲率技術,黑洞能源,量子智能等黑科技而出現跳躍式發展
現在是月球西區時間2120年8月9日晚上十點,但是卻亮如白晝,因為中國科發院在拉格朗月點發射了一顆人找太陽FAST。我和妻子過的日子很儉省,我們不吃飯,每天的生活費大約10個銅錢;一杯FAST茶2個銅錢,每天喝上3杯,再從陽台上曬上半小時FAST就可以了。
我們的生活軌跡是在月球上工作15天,然後回地球度假15天,一個月的工資是2000銅錢。說是銅錢其實是氦錢,它們的原材料來自月球下面100千米的礦坑裡。一枚銅錢大約含氦礦大約0.5克,大小和明朝的銅錢一樣,外表塗的是大理石液。從辦公室到飛梭站,我開的是「汽車」,汽車只有兩個輪子,因為月球的引力很小,汽車有時在地面跑,有時在空中飛,從辦公室到飛梭站100公里的路程10分鐘就到了。
因為全球變暖,地表的溫度比100年前提高了10度,青島被海水淹沒了,中國政府在太平洋上新建了一個城市--藍島。藍島氣候宜人,風和日麗,所以非常擁擠,目前藍島二期--紅島正在建設中,六個月以後開盤,預售價是1立方米5個銅錢。紅島的房子是按立方米賣的,一層的高度是4米,一共地上100層,地下20層。地上部分不限售,但是地下部分需要有表學學位才能購買。
因為國慶節要到了,我們放了30天的假,連上上個月的假期一共是42天(從9月12號到10月23號)。為什麼放這麼長的假期呢?因為中國的長征45號火箭發射成功,從地球到火星的時間才2天,我和妻子打算到火星旅遊,我們定的是10月2號的1002次火車。
我的工作是飛碟工程師,妻子的工作是售後工程師,我是鍾學學位,工資是1200銅錢,妻子是表學學位,工資是800銅錢。一台飛碟價格5000到8000銅錢,體積大約30立方米,速度是300倍聲速。飛碟是飛梭的一種,是地月之間的交通工具,飛梭是國有交通工具,相當於巴士,飛碟是私家車。現在大學本科是4到5年,前4年的課程是文化課,第5年是飛碟課,如果上4年發乙級畢業證書,如果上5年發甲級畢業證書。
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