马斯克的火星殖民愿景是推动Space X前进的重要推进力。为什么是火星？去了火星后干什么？先不要想答案，先去了再说。在这个过程中，答案自己会浮现出来。按照目前星舰的技术路线，通过中美航天的良性竞争，把1Kg有效载荷送往火星的成本，很可能在你我有生之年降到1/1000甚至更低。
如何把火箭技术提高一千倍？
最近SpaceX成功地进行了一次火箭回收，巨型筷子成功地夹住了重型火箭。这无疑是个技术的巨大进步，马斯克事后接受了采访，说要实现火星殖民的远景目标，必须将火箭技术提高一千倍，因为现在将一吨的物质送到火星表面需要10亿美元，要将能够自我增殖的装备送到火星，至少需要一百万吨的运输量。这需要1000万亿美元，而美国GDP总量才29万亿，因此是不可能的。
然而如果火箭技术提高1000倍，将运输成本降低到一万亿美元，那么飞向火星建立殖民地的计划就有了可行性。
所以，SpaceX的目标，就是要不断地提升火箭技术，让火箭技术提高1000倍。
（图一）
马斯克的谈话无疑是一种激动人心的前景，然而不禁要问一个问题，如何才能把火箭技术提高一千倍？
正巧，在9月初的一次活动中，蚂蚁集团的董事长井贤栋先生问了一个问题：在自动驾驶领域，有L0-L5的分级，不同级别的自动驾驶具有质的不同。那么是否在航天领域，也会有类似的技术分级，呈现出跳跃式的技术进步？
原本轮不到我来回答井先生，因为我既非人工智能专家，也不是航天专家，然而恰好当天我是节目嘉宾，于是就斗胆说了一下我自己的观点作为回答，大意如下：
人工智能的L0-L5有清晰的定义，或者称之为技术指标。在不同级别之间，人工智能背后的算法，包括训练用的数据，人工智能的大小等等，都会有本质的不同。所以，当我们说L0-L5的时候，它们虽然都叫人工智能，但背后的东西是完全不一样的。人工智能领域不断用新的算法，新的数据产生出新的人工智能。而航天领域的逻辑和人工智能领域完全不同，航天领域没有新的算法。所有的火箭，都要遵循同样的物理规则，而这个物理规则，则要追溯到齐奥尔科夫斯基提出的基本理论。火箭技术最大的困难，是如何克服地球引力，这个主要困难从火箭事业的开端到现在乃至到将来，都将是火箭技术所面对的主要问题。所以航天领域的技术，应当不会存在跳跃性的发展，它更应该是一个循序渐进，逐步提高的过程，之所以进展缓慢，是因为火箭技术的市场很小，甚至完全无法产生商业利益。在无法商业化运作的前提下，即便国家进行大量投入，技术进步也将是缓慢的。如果将来航天能够找到一个商业点，比如太空采矿能带来巨额利润，那么对火箭技术的研发投入和竞争将能够很快降低发射成本。所以航天技术的发展，更像是我们在既有的技术路线图上不断地探索前进的过程，这个过程可以因为商业化而大大加速，和人工智能领域那种因为某些发现而突然跳跃式发展，是一种完全不同的发展路径。
马斯克所创造的星链系统，恰好是一种航天商业应用，只不过，这个应用市场所需要的运力仍旧不能说有多巨大。抛几百颗上千颗小卫星到低轨道，这个需求不能说有多巨大，而且很快会饱和。（小卫星可以越做越轻，火箭则越造越多，至少对中国目前的状况是这样）
马斯克所倡导的商业航天，在不断驱动降低成本。这就有了前文所说的，要把火箭技术提高一千倍的话题。
火箭技术能不能提高一千倍？我看是不能的。原因前边已经说过了，火箭技术的主要目标，是克服地球引力，这就决定了它的技术发展有着既定的路线，无法偏移或者绕过去。
翻开钱学森先生写的这本书《星际航行概论》，里边对于火箭技术的技术指标有着明确的发展方向：
第一，提高火箭喷射的气流速度
第二，降低结构比，也就是除了有效荷载和燃料之外，火箭结构的重量占起飞重量的比值。
这两点，SpaceX都在做。它研发了猛禽发动机，猛禽发动机用的是液氧/甲烷燃料，现在最常见的，比如长征五号的发动机，使用的是液氧/煤油。相对而言，甲烷分子量小比煤油小，燃烧产生的温度两者差不多，喷气速度甲烷应该会有些优势。（这个需要航天方面的专家来解释，我只基于我自己的简单认识来分析）
同时，降低结构比的有效方式，就是提高火箭发射重量。这个也可以理解，火箭的发射重量越大，那么燃料占比就相应提高，结构占比自然就小了。星舰的火箭-飞船系统把起飞质量拉到了5000吨，大概也达到了结构比的极限。我们可以简单地比较一下星舰和长征五号的数据，看看SpaceX有多先进。
长征五号和星舰的简单比较：
前边说了，长征五号用的是液氧/煤油，而星舰用的是液氧/甲烷，液氧/甲烷应当比液氧/煤油更先进一些，尤其是对于可回收火箭，液氧/甲烷会友好得多。
长征五号的起飞质量为869吨，能够把25吨的物质送入近地轨道，加注燃料是765吨。
星舰的起飞质量是5000吨，能够把250吨物质送入近地轨道，加注燃料4600吨。
同样把一吨物质送入近地轨道，长征五号需要消耗30吨燃料，星舰是18.4吨燃料。这个经济性一目了然。
这里的比较，是不做回收的比较，为了回收的需要，星舰送入近地轨道的能力，大概是150吨。这样需要消耗大约31吨燃料来送一吨物质。
长征五号除去燃料之外的所有结构占比：11%
星舰除去燃料之外所有结构占比：8%
（这个算法是个初略的估计，从事火箭技术研发的应该有特定的结构比定义）
我们当然会承认，星舰是比长征五号更先进的运载火箭系统，但是星舰并没有脱离火箭技术的基本原理而狂奔。这和神经网络算法的进步引发人工智能的一日千里是完全两种事物。如果火箭技术想要提高1000倍，那该怎么做？
从工程学的角度来看，几乎是不可能的，因为物理学的极限就是真正的极限，地球引力和能量来源就在那里，能在星舰的基础上把所有其他结构占比降低到5%，可能就是物理极限。这无论如何也达不到1000倍的技术高度。
但马斯克的话的本意，其实是成本降低为千分之一。这就有其他的方式可以抵达。例如，把液氧、煤油、火箭的成本搞到极低。如果烧煤油几乎不用花钱，造火箭像是造家具，那么成本降为千分之一的目标是可以实现的。这就回到了在文章开头所提出的观点：太空事业如果出现一个大容量的市场，可以让厂家以生产手机的方式生产火箭和燃料，那么它的成本的确可以快速降低。能不能降到千分之一难说，但降到几分之一，十几分之一，还是很有希望的。这大概也是马斯克的路线图。（图二）
可惜的是，火星移民，并不能承担一个大市场的角色，因为它带回给地球的收益，实在少得可怜，除了科学的价值，可以认为商业价值为零。
这也就注定了马斯克的火星行军，肯定会失败。（作为科幻作家，我当然希望他能成，但客观理性的分析，会认为这是个看不到前景的方向）
但他开拓的道路，仍旧有巨大的价值，至少太空互联网已经是个具有真实商业价值的事物，这就可以很大程度上助推火箭技术的进步。
希望总在前边，不能盲目乐观，不妨徐徐而行，多看看沿途的风景。
最近SpaceX成功地进行了一次火箭回收，巨型筷子成功地夹住了重型火箭。这无疑是个技术的巨大进步，马斯克事后接受了采访，说要实现火星殖民的远景目标，必须将火箭技术提高一千倍，因为现在将一吨的物质送到火星表面需要10亿美元，要将能够自我增殖的装备送到火星，至少需要一百万吨的运输量。这需要1000万亿美元，而美国GDP总量才29万亿，因此是不可能的。
然而如果火箭技术提高1000倍，将运输成本降低到一万亿美元，那么飞向火星建立殖民地的计划就有了可行性。
所以，SpaceX的目标，就是要不断地提升火箭技术，让火箭技术提高1000倍。
（图一）
马斯克的谈话无疑是一种激动人心的前景，然而不禁要问一个问题，如何才能把火箭技术提高一千倍？
正巧，在9月初的一次活动中，蚂蚁集团的董事长井贤栋先生问了一个问题：在自动驾驶领域，有L0-L5的分级，不同级别的自动驾驶具有质的不同。那么是否在航天领域，也会有类似的技术分级，呈现出跳跃式的技术进步？
原本轮不到我来回答井先生，因为我既非人工智能专家，也不是航天专家，然而恰好当天我是节目嘉宾，于是就斗胆说了一下我自己的观点作为回答，大意如下：
人工智能的L0-L5有清晰的定义，或者称之为技术指标。在不同级别之间，人工智能背后的算法，包括训练用的数据，人工智能的大小等等，都会有本质的不同。所以，当我们说L0-L5的时候，它们虽然都叫人工智能，但背后的东西是完全不一样的。人工智能领域不断用新的算法，新的数据产生出新的人工智能。而航天领域的逻辑和人工智能领域完全不同，航天领域没有新的算法。所有的火箭，都要遵循同样的物理规则，而这个物理规则，则要追溯到齐奥尔科夫斯基提出的基本理论。火箭技术最大的困难，是如何克服地球引力，这个主要困难从火箭事业的开端到现在乃至到将来，都将是火箭技术所面对的主要问题。所以航天领域的技术，应当不会存在跳跃性的发展，它更应该是一个循序渐进，逐步提高的过程，之所以进展缓慢，是因为火箭技术的市场很小，甚至完全无法产生商业利益。在无法商业化运作的前提下，即便国家进行大量投入，技术进步也将是缓慢的。如果将来航天能够找到一个商业点，比如太空采矿能带来巨额利润，那么对火箭技术的研发投入和竞争将能够很快降低发射成本。所以航天技术的发展，更像是我们在既有的技术路线图上不断地探索前进的过程，这个过程可以因为商业化而大大加速，和人工智能领域那种因为某些发现而突然跳跃式发展，是一种完全不同的发展路径。
马斯克所创造的星链系统，恰好是一种航天商业应用，只不过，这个应用市场所需要的运力仍旧不能说有多巨大。抛几百颗上千颗小卫星到低轨道，这个需求不能说有多巨大，而且很快会饱和。（小卫星可以越做越轻，火箭则越造越多，至少对中国目前的状况是这样）
马斯克所倡导的商业航天，在不断驱动降低成本。这就有了前文所说的，要把火箭技术提高一千倍的话题。
火箭技术能不能提高一千倍？我看是不能的。原因前边已经说过了，火箭技术的主要目标，是克服地球引力，这就决定了它的技术发展有着既定的路线，无法偏移或者绕过去。
翻开钱学森先生写的这本书《星际航行概论》，里边对于火箭技术的技术指标有着明确的发展方向：
第一，提高火箭喷射的气流速度
第二，降低结构比，也就是除了有效荷载和燃料之外，火箭结构的重量占起飞重量的比值。
这两点，SpaceX都在做。它研发了猛禽发动机，猛禽发动机用的是液氧/甲烷燃料，现在最常见的，比如长征五号的发动机，使用的是液氧/煤油。相对而言，甲烷分子量小比煤油小，燃烧产生的温度两者差不多，喷气速度甲烷应该会有些优势。（这个需要航天方面的专家来解释，我只基于我自己的简单认识来分析）
同时，降低结构比的有效方式，就是提高火箭发射重量。这个也可以理解，火箭的发射重量越大，那么燃料占比就相应提高，结构占比自然就小了。星舰的火箭-飞船系统把起飞质量拉到了5000吨，大概也达到了结构比的极限。我们可以简单地比较一下星舰和长征五号的数据，看看SpaceX有多先进。
长征五号和星舰的简单比较：
前边说了，长征五号用的是液氧/煤油，而星舰用的是液氧/甲烷，液氧/甲烷应当比液氧/煤油更先进一些，尤其是对于可回收火箭，液氧/甲烷会友好得多。
长征五号的起飞质量为869吨，能够把25吨的物质送入近地轨道，加注燃料是765吨。
星舰的起飞质量是5000吨，能够把250吨物质送入近地轨道，加注燃料4600吨。
同样把一吨物质送入近地轨道，长征五号需要消耗30吨燃料，星舰是18.4吨燃料。这个经济性一目了然。
这里的比较，是不做回收的比较，为了回收的需要，星舰送入近地轨道的能力，大概是150吨。这样需要消耗大约31吨燃料来送一吨物质。
长征五号除去燃料之外的所有结构占比：11%
星舰除去燃料之外所有结构占比：8%
（这个算法是个初略的估计，从事火箭技术研发的应该有特定的结构比定义）
我们当然会承认，星舰是比长征五号更先进的运载火箭系统，但是星舰并没有脱离火箭技术的基本原理而狂奔。这和神经网络算法的进步引发人工智能的一日千里是完全两种事物。如果火箭技术想要提高1000倍，那该怎么做？
从工程学的角度来看，几乎是不可能的，因为物理学的极限就是真正的极限，地球引力和能量来源就在那里，能在星舰的基础上把所有其他结构占比降低到5%，可能就是物理极限。这无论如何也达不到1000倍的技术高度。
但马斯克的话的本意，其实是成本降低为千分之一。这就有其他的方式可以抵达。例如，把液氧、煤油、火箭的成本搞到极低。如果烧煤油几乎不用花钱，造火箭像是造家具，那么成本降为千分之一的目标是可以实现的。这就回到了在文章开头所提出的观点：太空事业如果出现一个大容量的市场，可以让厂家以生产手机的方式生产火箭和燃料，那么它的成本的确可以快速降低。能不能降到千分之一难说，但降到几分之一，十几分之一，还是很有希望的。这大概也是马斯克的路线图。（图二）
可惜的是，火星移民，并不能承担一个大市场的角色，因为它带回给地球的收益，实在少得可怜，除了科学的价值，可以认为商业价值为零。
这也就注定了马斯克的火星行军，肯定会失败。（作为科幻作家，我当然希望他能成，但客观理性的分析，会认为这是个看不到前景的方向）
但他开拓的道路，仍旧有巨大的价值，至少太空互联网已经是个具有真实商业价值的事物，这就可以很大程度上助推火箭技术的进步。
希望总在前边，不能盲目乐观，不妨徐徐而行，多看看沿途的风景。
