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SpaceX版“火星编年史”出炉了!掐指一算,再活十来年就能看到火星城市啦

腾讯太空  · 公众号  · 探索  · 2018-10-17 21:20

正文

现实版钢铁侠伊隆•马斯克制定了一个让人感到疯狂的时间表,希望将火星变成地球的殖民地。按照这个时间表,SpaceX将在2022年执行两次火星发射任务,向火星运送货物和补给;2022-2023年首次执行大猎鹰飞船登火任务;2023年首次执行大猎鹰载人任务,环绕月球轨道;2024年首次执行载人火星任务,2025年登上火星;2028年完成火星基地的建造;本世纪30年代建造第一座火星城市。


伊隆·马斯克希望借助大猎鹰火箭和飞船殖民火星

美国亿万富翁伊隆·马斯克一心想要殖民火星。带着这个想法,他在 2002 年创建了火箭公司 SpaceX 。美国宇航局未能采取更多措施,将人类送上这颗红色星球。这让他感到沮丧。同样令他感到担忧的是,宇航局没有为人类制定一项“备份计划”。一旦地球沦为一个不再适合居住的蛮荒之地,便可启动这项计划。

成立至今, SpaceX 研发了一系列引人注目的航天系统,包括 SpaceX 的第一款轨道火箭“猎鹰 1 ”号、小型自着陆测试火箭“蚱蜢”、可重复使用的轨道级运载火箭“猎鹰 9 ”号、可运送货物和宇航员的“龙”飞船以及超大型运载火箭猎鹰重型火箭。

火星距地球大约 1.4 亿英里(约合 2.25 亿公里),是一颗冰冷、荒凉、几乎没有空气存在的多岩星球。即使让一艘小飞船登陆火星也是一项莫大挑战,更不用说一艘满载人员和货物的巨型飞船。

SpaceX 吸取了过去 16 年的经验教训同时筹集更多资金和投入更多人员,群策全力研制名为“大猎鹰火箭”的航天器。大猎鹰火箭是一个 387 英尺(约合 118 米)高的可重复使用系统,由大约 18 层楼高的大猎鹰飞船和巨大的大猎鹰助推器构成。助推器将位于顶部的飞船送入太空而后返回地球,回收后可再次使用。

在载人航天领域,时间表并不靠谱,但马斯克认为雄心勃勃的 SpaceX 火星计划能够按时间表逐步推进,最终实现殖民火星的梦想。


SpaceX 火星计划进展情况

SpaceX 的大猎鹰火箭,由助推器和飞船构成

马斯克表示大猎鹰火箭的飞船是该系统中最富挑战性的环节, SpaceX 当前的主要精力都集中于此。在距 SpaceX 总部南部约 15 英里(约合 24 公里)的洛杉矶港, SpaceX 正在建造一家大猎鹰火箭工厂。工厂建造期间, SpaceX 的工程师在附近一个占地 2 万平方英尺(约合 1860 平方米)的帐篷辛苦劳作,用先进的碳纤维材料制造飞船原型。 SpaceX 与美国宇航局和其它机构举行会议,商讨其火星任务。不过,这家公司仍有大量工作要做,以确保火星宇航员免遭辐射侵袭,同时解决吃饭和其它关键性问题。


2018 年:在德州布朗斯维尔的博卡奇卡镇建造一座发射支持设施

箭头所指便是德州的博卡奇卡镇

SpaceX 需要找到一个地方试射飞船原型,德州最南端的博卡奇卡拥有一系列优势。首先, SpaceX 可以让运载巨大火箭组件的驳船从洛杉矶出发,经巴拿马运河运抵博卡奇卡。这种方式成本更低。如果选择其它地点,将不得不通过空运或者用卡车进行陆路运输。


此外,该地区人口稀少,这对 SpaceX 无疑是个好消息。要知道, SpaceX 要让巨大的实验性飞船装满爆炸性液体而后点燃。火箭可以发射到墨西哥湾上空,对地面上的居民或建筑构成的危险更小;发射架甚至可以不部署在陆地上。马斯克 9 月指出:“我们可以从一个漂浮平台发射。”博卡奇卡是美国最南部的城市之一。地球的自转能够大幅提升发射速度,尽可能靠近赤道有助于节省火箭燃料。


2019 年:大猎鹰飞船上演处女秀

SpaceX 的大猎鹰飞船

SpaceX 总裁兼首席运营官格温·肖特韦尔表示, SpaceX 希望在 2019 年底在德州南部对飞船原型进行“跳跃式”(并不进入轨道)试射。此次测试的目的是收集原型的有价值数据,以便改进下一个版本。与 SpaceX 早期的很多试射一样,这一次出现马斯克所说的“意料外快速解体”的可能性很大。


2020-2021 年:尝试发射完整版大猎鹰并将飞船送入轨道

艺术概念图,大猎鹰火箭发射升空

3 月举行的 2018 年卫星会议上,肖特韦尔表示大猎鹰火箭有望在 2020 年进入轨道。这意味着助推器和飞船将很快竣工,而后运往德州组装发射。但马斯克 9 月指出目前尚未敲定任何时间框架。他希望在载人飞行前完成几次无人轨道试射。


2022 年:执行两次火星发射任务,运送货物和补给

艺术概念图,大猎鹰飞船与助推器分离

按照马斯克雄心勃勃的时间表, 2022 年将首次执行大猎鹰飞船的火星发射任务。飞船将首先环绕地球,这将消耗掉大部分燃料。随后,几艘运油船发射升空,为飞船注入足够燃料,以帮助它们抵达火星。究竟需要多少次发射和耗时多长时间,现在仍是一个未知数。


火星和地球大约每两年进行一次“亲密接触”,提供一条奔赴火星的快速通道。因此,最佳发射时间是 2022 年夏天。大猎鹰飞船需要几个月到近一年时间才能抵达火星,具体取决于这款飞船改变速度的效率。也就是说,大猎鹰飞船可能在 2022 年底或者 2023 年初登陆火星。


2022-2023 年:第一批大猎鹰飞船登陆火星

艺术概念图,大猎鹰飞船登陆火星

马斯克希望让第一批火星飞船运送未来任务所需的货物和机器。未来的宇航员可以利用这些物资建造用于发电、收集水和存储火星稀薄空气的设施。这些原材料将转化成甲烷燃料和氧,供重返地球的飞船使用。


8 月, SpaceX 火星任务首席工程师保罗·伍斯特透露了更多细节。他表示最初的两项无人任务将确定我们感兴趣的地区是否存在水资源,揭示未来登陆任务可能遭遇的任何风险,而后将相关基础设施部署到位,例如载人任务安全着陆所需的降落场。


2023 年:首次执行大猎鹰载人任务,环绕月球轨道

艺术概念图,大猎鹰飞船环绕月球飞行

9 月,马斯克向全世界介绍了 SpaceX 的第一位太空游客——日本亿万富翁前泽友作。前泽友作向 SpaceX 支付了一笔数额不详的费用(可能达到数亿美元),成为大猎鹰火箭的第一名乘客。前泽友作买下了大猎鹰的所有席位,计划挑选 6 8 位来自不同学科的艺术家, 2023 年与他共同体验为期一周的绕月之旅。


此次太空之旅将是大猎鹰系统的一次终极检验。马斯克 9 月指出:“他拿出一大笔钱,帮助研发大猎鹰飞船和助推器。此外,他还自掏腰包,让普通公民体验外星球旅行。”


2024 年:首次执行载人火星任务

艺术概念图,大猎鹰火箭发射升空

如果第一批货物、补给和侦察任务进展顺利, SpaceX 将派遣一到两名宇航员奔赴火星。伍斯特说每艘飞船至少运载 100 吨物资。通过运送远超数年火星任务所需数量的物资以及重型设备, SpaceX 无需研发长时间逗留火星所需的先进技术。目前,我们尚未掌握这样的技术。


2025 年:宇航员登陆火星

宇航员登上火星

与第一批无人火星任务一样,载人飞船可能需要 6 9 个月才能抵达火星。伍斯特在 8 月指出首批载人飞船将成为宇航员的临时家园。虽然舱内环境并不舒服,但由于无需立即建造火星栖息地,任务的复杂性大幅降低。


2028 年:完成火星基地“阿尔法”的建造

艺术概念图,登陆火星的大猎鹰飞船

SpaceX 计划建造的火星基地被称之为“ 阿尔法 ”。有人在推特上询问马斯克,建造第一个永久性火星基地需要多长时间?马斯克回复 称“可能在 2028 年完工”。他在 3 月指出这个火星基地将逐渐扩张成一个殖民地。他说:“我们将在基地建造最基本的基础设施,包括生产推进剂、建造发电站以及用于种植农作物的圆顶屋。如果没有这些基础设施,你就无法在火星上生存。火星殖民计划蕴藏着大量创业机会。”

本世纪 30 年代:建造第一座火星城市

马斯克的火星殖民时间表雄心勃勃,很多人认为他的计划不过是一场白日梦。生命支持领域的很多专家怀疑人类在本世纪 20 年代登陆并在火星上生存所需的技术是否已做好准备,更不用说在登陆后不久建造一座永久性火星城市。

斯克构想的火星殖民地

马斯克之所以想殖民火星,是为了在这颗红色星球上为人类打造一个“备份”。他在 2017 年指出:“我希望人们能够将它视为一个具有现实意义的目标,我们应为此付出努力,在火星上建造一个文明。这不仅关乎人类的命运,也关乎我们关心的所有生命。”


根据马斯克的设想,将有大约 100 万人移民火星,每张单程船票的费用大约在 20 万美元左右。鉴于大猎鹰火箭可以重复使用,这个价码具有可行性。马斯克并不认为火星上的生活一定枯燥乏味。他说:“从铁匠铺到比萨店,火星需要拥有我们能想到的一切东西。我认为火星应该有很酷的酒吧——火星酒吧。”


2100 年代起:将火星改造成另一颗地球

对火星进行改造,让它变成另一颗地球







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