

埃隆·马斯克希望人们能够生活在火星上,现在他有了将他们送往火星的“星舰”——至少是它的一个基本原型。
这位 SpaceX 的创始人兼首席执行官周六在德克萨斯州博卡奇卡展示了一艘聚光灯照亮的飞船,庆祝公司取得的进展并阐述了他的未来愿景。在马斯克的左边是一枚猎鹰 1 号火箭,这枚火箭在 11 年前首次进入轨道,巩固了 SpaceX 在新一轮太空竞赛中的地位。展望未来,马斯克坚称星舰的完全可重复使用性将是开启最终边疆的关键。
“你们想要什么样的未来?”马斯克问道。“我们成为一个太空文明,在那里遨游星辰的未来,还是我们永远被困在地球上的未来?”
“Mark 1”星舰原型高 164 英尺,直径 30 英尺,看起来就像一个孩子在你让他们画一艘宇宙飞船时可能会画出的样子。尽管 2016 年的原始设计(当时该飞行器被称为“星际运输系统”)要求使用碳纤维建造,但周六马斯克大力宣传改用钢材,因为这种老式材料在寒冷的太空深处和重返地球大气层的地狱般环境中都非常坚固。钢材的价格仅为高科技复合材料的百分之二,而且易于加工。SpaceX 在户外条件下焊接了 Mark 1(马斯克急于建造,来不及建造厂房),这种灵活性可能在其他地方也很有用。“在火星上,你可以切割它。你可以焊接它。你可以轻松地修改它,”马斯克说。“我爱上了钢材。”
Mark 1 配备了三个 猛禽发动机(未来的星舰将配备六个),马斯克表示,这些发动机将提供足够的动力,可以从月球或火星表面起飞。但是,这艘银色火箭需要更多的帮助才能完全摆脱地球强大的引力。正如载人龙飞船坐在猎鹰 9 号火箭的顶部,以及 阿波罗登月舱 perched atop a Saturn V,星舰有一天可能会搭载一个大型助推器(目前称为 Super Heavy)进入轨道。SpaceX 希望在对几艘星舰原型进行飞行测试后,开始建造这个比星舰本身高约 60 英尺的助推器。马斯克表示,主要挑战将是建造为每个助推器提供动力所需的 24 到 31 台猛禽发动机。
这两部分都将完全可重复使用,通过 SpaceX 近年来 越来越多地 对其猎鹰 9 号火箭部件实现的软着陆返回地球。通过尽可能保持机器的简单性,马斯克希望降低维护成本,使发射成本接近于为飞行器重新加油的成本。
但 SpaceX 首先将观察星舰原型如何飞行,而马斯克(经常因为他自称的“雄心勃勃的时间表”而被嘲笑)希望迅速推进。第一个障碍将是一次可控的跳跃,类似于 猛禽发动机的近期试飞,但高度更高。马斯克提到 65,000 英尺是未来几个月内要达到的目标高度。“看着它起飞并返回将是相当壮观的,”他说。
SpaceX 将继续在其博卡奇卡和卡纳维拉尔角基地建造更多的原型。第四个或第五个原型将尝试下一个主要里程碑:进入地球轨道并返回地面。马斯克表示,他预计在未来六到九个月内进行轨道飞行,尽管他也承认这个时间表听起来有些疯狂。他说,制造 Mark 1 花了四到五个月的时间,而未来的迭代速度可能会更快。
马斯克继续描绘了完整的星舰系统,他表示该系统将能够将 150 吨的科学实验、人员、建筑材料、食品和其他必需品运送到轨道。在那里加油后,它就可以将相同的有效载荷降落在月球或火星表面。马斯克估算,一个理论上拥有十艘星舰的舰队,每艘每天乐观地发射三次,其有效载荷能力将是人类目前可以送入轨道的约 1,000 倍。“如果你想在火星上建造一座城市,就需要这个,”他说。
考虑到 SpaceX 的往绩,其技术娴熟的科学家们很有可能能够建造出他们承诺的那种发射系统。但建造一个宜居的火星城市——更不用说一个繁荣的城市——不仅仅是将数百万吨的水泥和玻璃倾倒到这颗红色星球的表面。马斯克收到了两个关于 SpaceX 载人计划的问题,但他几乎没有透露公司是否正在积极解决如何为火星定居点的百万人提供食物、饮水和呼吸的问题。“相对于飞行器本身,”马斯克说,“这并不难。”
国际空间站 (ISS) 会制造和回收它能回收的东西,但它仍然依赖于地球的定期补给。由于距离遥远,火星定居点必须在重建一个微型生态系统方面做得更远,使其能够生产自己的食物和水,并净化自己的空气。地球上的实验表明,找到稳定性有多么困难。例如,亚利桑那州是 Biosphere 2 设施的所在地,该设施在 20 世纪 90 年代举办了许多备受瞩目的封闭生态系统实验。研究人员后来意识到,一个问题是,未固化的水泥与出奇多的土壤微生物 共同作用,扰乱了二氧化碳和氧气的水平。
尽管国际空间站的土壤和绿色植物不如 Biosphere 2 多,但那里的宇航员也难以应对不受欢迎的“搭便车者”造成的后果。例如,一个用于尿液控制的管道会滋生细菌,导致宇航员需要每隔几周更换一次,SETI 研究所的生物学家、前 NASA 行星保护官 John Rummel 说道。“地球微生物现在控制着空间站,”他说,“我们只是努力跟上它们。”
离开地球可能是火箭科学,但脱离地球生存需要生物学和微生物学方面的重大进步。而 SpaceX 可能已经尝到了在这一交叉领域工作的艰难。尽管其火箭舰队在飞行、着陆和商业合同方面不断取得新进展,但其将人类送往国际空间站的努力却已经延迟了数年——这是 NASA administrator Jim Bridenstine 在周六演示前在 Twitter 上抱怨的事情。
马斯克将延误归因于优化生产的挑战,并评论说,尽管星舰原型制造速度很快,但其开发占 SpaceX 资源还不到百分之五。竞争对手波音公司在 几乎相同的努力中 同样遇到了类似的困难,这进一步强调了载人航天的难度。
尽管面临挑战,马斯克仍然乐观地认为人类的未来在于太空,并强调尽管前往火星无法解决地球上众多紧迫的危机,但他认为大胆梦想具有激励作用。“有很多事情需要担心,有很多麻烦。这些很重要,我们需要解决它们。但我们也需要一些让我们每天醒来都感到兴奋的事情,”他说,“而太空探索就是其中之一。”