馬斯克火星殖民計劃炸裂！39分鐘穿梭地球

本文授權轉載自硅星人 (ID: guixin-gren123)，作者硅星人

如果我告訴你，最快 7 年後，人類就可以親眼見到火星的黎明和黃昏，你會相信嗎？

如果說這話的人是伊隆·馬斯克 (Elon Musk) 呢？

—

在地球上，黎明和黃昏是紅色的，白天是藍色的。

在火星上，正好相反：黎明和黃昏是藍色的，白天是紅色的。

去年，馬斯克代表他創立的 SpaceX 首次宣布了火星殖民計劃"Making Life Multiplanetary"（讓人類成為多星球物種）。

而在昨天——美國時間 2017 年 9 月 28 日，SpaceX 的第一枚火箭「獵鷹 1 號」首次成功發射的 8 周年紀念日，馬斯克向世人宣告：他的人類火星殖民計劃初步藍圖已經設計完成。

就好像把大象關進冰箱，在馬斯克的藍圖裡，人類活動殖民計劃同樣由三個部分組成。

01 設計火箭

首先：如何飛到火星？

SpaceX 已經設計出了能夠登上火星的火箭。

它的名字：BFR。

它的全稱：Big Fucking Rocket...

它是 SpaceX 迄今為止體型最大的火箭，遠超現役的獵鷹九號 (Falcon 9) 和已經設計出來但還未試飛的獵鷹重型 (Falcon Heavy) 火箭：

BFR 的高度為 106 米，直徑達到了 9 米，和已經退役的世界最重型火箭土星五號 (Saturn V) 相比都稍小一圈。

但得益於 SpaceX 的推進技術，使用完全可回收的配置，並在不進行軌道加油的條件下，BFR 的最大起飛載重比土星五號還要多，足以達到 150 噸。目前的載人配置有 50 個客艙，每個可以裝 2-3 人，也即總共 100-150 人一枚火箭。

如果能夠造出並試飛成功，BFR 將成為目前最大的現役運載火箭。

等等，你剛才說什麼，軌道加油？

是的，就像戰鬥機一樣，BFR 也可以在空中加油……

具體操作方式是這樣的：第一枚前往火星的火箭升空飛向大氣層，一級完成任務，脫離並開始進行回收作業；二級，也就是 BFR 的飛船本體，將繼續飛行並進入待機軌道；與此同時，另一枚 BFR火箭作為「加油機」升空，同樣一級回收、二級繼續飛行。

接下來就是見證奇蹟的時刻：兩枚火箭的二級都會熄火，並在待機軌道上對接；「加油機」使用推進器將足額的燃料送入第一枚火箭：

加油完成後，「加油機」返回地球回收作業；重新裝滿燃料的第一枚火箭將開啟或長達數個月的火星遠航任務。

這樣設計的原因在於，起飛階段克服地心引力耗用了大量燃料，儘管進入太空後真空並無阻力，但在臨近火星時調整姿態，以及在火星上降落的動作都需要相當多的燃料，必須加油才能足夠後續使用。按照理論，在軌道上加滿油後，BFR 的第二級可以飛往火星、降落，並荷重至多 20-30 噸再次起飛、重返地球並安全落地。

因此，在馬斯克對於火星殖民項目的預想中，軌道加油是非常重要、必須存在的功能。

BFR 採用先進的推動系統，二級/飛船上也有一片三角翼，用來輔助調整姿態和穩定起飛、降落。在降落中馬斯克還在演講中展示了模擬出的落地海拔-速度軌跡。由於火星大氣相對濃密，降落過程中 99%的動能可以通過空氣動力學來消除，飛船整體上是非常節約燃料的。

馬斯克透露，目前 SpaceX 已經開始興建 BFR 火箭的製造工廠，並已經訂購了燃料罐等部件的生產設備。BFR 火箭

講完了火箭和怎樣去火星，馬斯克接下來開始講計劃中到了火星之後的部分。

02 探測風險、完成基建

火星的一天（太陽日）時間和地球比較接近，大約 24 小時 39 分半左右；它的季節更替也和地球類似，但因為軌道遠的多，一年時間很長大約 1.88 年，季節也長一倍。它有大氣，但比地球稀薄；此前的火星車觀測結果也指出火星可能蘊藏凍結的水。這是火星和地球相似的地方。

但火星和地球差異的地方更多，大部分動植物都無法生活，氣溫常年低於 0 °，最冷時達到零下 87℃；大氣無法阻擋太陽輻射、氣壓極低、二氧化碳濃度極高……火星可能是太陽系內最適合地外殖民的地方，但它仍是一顆人類和其他動植物生存極為困難的星球。

因此，SpaceX 計劃首批發射兩枚火箭，不載人，只攜帶探測設備以及基礎設施，包括太陽能電池板、採礦設備和生命維持設備，使用自動化程序、機器人先期「踩點鋪路」。兩枚火箭預計將於 2022 年，也就是五年後發射。

這兩枚火箭的最重要任務是確定水資源和火星環境對於人類生存的危害程度，以便後續前往火星的載貨、載人任務進行對應調整。

03 燃料工廠、建造基地

按照地球和火星的公轉情況，火星遠航每兩年會有一個比較合適的發射窗口。若 BFR 火箭第一批任務進展良好，SpaceX 會在兩年後的 2024 年發射第二批 4 枚火箭，其中兩枚載人、兩枚載貨。

去年，馬斯克在演講里說：

面對死亡，你準備好了嗎？如果準備好了，那你才可以成為首批上火星的地球人。」

這不是一句玩笑話，因為重點不在於誰能首先登上火星插上人類的旗幟，而在於首批上去的人類能否克服千難萬險，建立一個能夠自給自足的生存系統，成為今後人類在火星上文明的基石。

燃料工廠將會是這次任務的重要項目之一。火箭將會攜帶大量的太陽能板和必須的製造設備，人類會在火星上建立第一個燃料工廠，抽取火星大氣中豐富的二氧化碳並嘗試生產火箭使用的低溫液氧甲烷燃料。

另一個重要項目是建立一個基地……

先是一輛枚火箭，一個基地。然後會有更多的火箭著陸/發射點，圍繞基地建造更大的城鎮，甚至城市……當然，一切的前提是首批降落在火星的人們能夠存活下來。

最後再讓我們看一次火星現在的黃昏：

如果人類真的去到了火星，它將會變成這樣：

以及這樣：

距離人類能夠親眼目睹藍色的黎明和黃昏，可能只需要 10 年不到了。偉大如登陸火星一般的人類創舉，能夠在有生之年親見。

只想說，科技真美好……

04 One More Thing

火星殖民計劃暫時告一段落。但馬斯克還有……One More Thing……

我的飛船都能到火星了，為什麼不用它飛去地球的其他地方呢？

隆重介紹：

BFR 穿梭地球版

飛機是目前地球上最快的交通工具，但幾年後它可能就會被 BFR 取代了。

在 SpaceX 展示的視頻里，乘客先從城市的港口登上擺渡船，前往位於海上的發射平台，登上BFR。

火箭發射，升空，脫離大氣層，重返大氣層，降落……

想像從紐約到上海，15 - 20 小時的飛機行程，如果乘坐 BFR，高達 27000 公里/時的速度，只用 39 分鐘就到了。

事實上，絕大部分的洲際長途航線，乘坐 BFR 的時間都只需要半個小時左右；地球上隨便一個角落，只要起飛降落條件允許，行程都不會超過一個小時。

這是因為 SpaceX 的火箭反推式回收機制，使得 BFR 有充分可能成為民用航空交通工具。而且火箭大部分的行程在大氣層外，沒有阻力，沒有天氣。

另一個重要的原因是，可重複利用配置的 BFR 火箭升空成本低。原因可能在於其部件可重複利用率高。對比來看，獵鷹九號的部件可重複利用率達到了70-80%，而馬斯克的預計是可回收重複利用配置的 BFR 升空成本比獵鷹九號（ 約 3700 萬美元）更低，這意味著 BFR 的部件可重複利用率可能更高，從目前有限的信息來看幾乎是 100%。

但別想著你也能坐火箭隨便出去玩了，因為票價可能會貴到你高攀不起。

就算 BFR 的全球航線和常態化升空降落機制完善，成本進一步降低。我就按獵鷹九號的 3700 萬美元計算，假設它削減一倍左右，到 2000 萬美元，加一個 40% 的利潤率，2800 萬美元一次起飛。如果滿載 150 人，每人的費用還是能達到 18.7 萬美元，並不是一場說走就走的旅行……

更別提你能承受得了起飛十幾個 G 的重力加速度嗎？

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