来源:格隆汇作者:万连山
全世界都在等待着。
(资料图片)
原定于17日晚发射的SpaceX星舰,因为压力阀被冻结,延迟发射。
根据SpaceX的说法,将在今晚21:28分重新试飞。
令人激动的时刻,即将来临。
这艘星舰代号SN24,由SpaceX公司建造,高120米,是历史上最巨大的火箭。
很难理解它的伟岸是吗?换个姿势看:
它就是个摩天大楼。
无论飞行是否成功,这无疑都是一次继往开来的壮举。
马斯克对太阳系的野心,至少一半都压在这个大家伙上了。
它,或许就是未来世界的火种。
01 星际帝国如果星舰成功发射,马斯克的火星移民计划真的可以实现,我们的未来,会是什么样的?
现在,假设我身处三十年后的未来,我即将前往火星旅行,至少要经过这些流程。
1.登机。
乘坐电梯到达一百多米高的发射塔顶,在一览无余的自然风光中,穿过舰桥进入飞船本体。
2.起飞。
系好安全带后,火箭升空。几分钟后。第一阶段助推器开始分离,飞船本体继续前进,直至抵达近地轨道。
3.补给燃料。
助推器在安全着陆后,会再被安装一艘充满推进剂的新飞船。
再次升空,准确把充满推进剂的飞船送到指定轨道,与上一艘飞船对接。
这个过程会重复好几次,直到最开始的那艘飞船燃料被补满。
4.前往火星。
所有旅客将在微重力环境中,渡过三个月的快乐时光,这刚好也是你对一段关系产生厌烦的时间长度。
5.进入火星大气层。
此时,船体外部摩擦出耀眼的火花。忍受一段激烈的噪音污染后,飞船垂着降落火星地面。
6.异星球生活。
殖民早期,大部分来此的人,或许都是帮助夯实基建的工程师。
往后十几年,项目就多了,科研、探险、创业……这里会出现大大小小的商业街,渐渐衍生出烟火气息,定居和游客越来越多。
7.返程。
搭乘最近的一趟火星往地球航班。
返程燃料所需的液氧和甲烷,可以从当地丰富的冰海和大气中就地取材——这很可能是火星的支柱产业。
回家后,对着朋友们吹嘘自己在火星的所见所闻,化身为一个装逼都带着火星范的人。
到2060年,火星上的人口已经超过十万,你儿子效命的企业,刚好在火星上有分公司。
他即将和亲友们告别,前往火星调任,至少26个月后才能回家。
同时,你刚上初中的孙子也说,他准备申请报考火星的高校,并进修城市规划学位,为新城市添砖加瓦。
你忧心忡忡:万一他永远不回来了咋办?
毕竟,作为90后,你早已与时代脱节,记忆还停留在太空旅行既危且险的年代。
看着子孙辈一个个往外星迁徙,你仿佛回想起多年前,父母辈前往沿海城市打工的情景。
……
时间继续推移。
此后,随着火星殖民技术越来越成熟,新世界的人口越来越多,当越来越多人看到外星球的日常生活,他们(尤其是年轻人)便会开始思考:
“是不是应该趁还没老,去见见世面。”
又二十年后,2080年,,火星移民达到100万。当一个个新城市拔地而起,这里早已成了人们的第二故乡。
当新一代人长大成人,当地社会已和地球并无区别。
彼时,当盛大的庆典在两颗星球同时举行,很多人开始怀念火星殖民的奠基时期,SpaceX的画面被重新记起——一副天马行空、被人成为神经病的开创简史。
但现在,已经有十几家公司运营地球—火星专线,成百家的企业谋求在火星上的发展和契机。
不断发酵的太空殖民吸引了越来越多人参与,所有人都迫切希望成为其中的一份子。
就像马斯克所说的:
“你可以把火星殖民想成一个刚由受精卵进化而成的有机体,之后它会成为多细胞机体,然后进行器官的分化——这对于新世界也一样。”
这样的未来,谁能拒绝呢?
02 伟大征程首先,请看下图,这是人类近50年对太阳系的探索。
其中,对比星落密布的月球,我们只有38次上访火星的记录。
而且,探月记录的绝大部分,在1960~1980年间。抛开冷战的背景不谈,载人登陆的秘技似乎被锁在了黄金岁月之中,无人解锁的后果就是技术断层。
马斯克提出火星殖民计划的精妙之处,就在于承接了黄金年代的梦想,把30年的断档重新读取,提出星际种族的战略,为人类存亡绝续做一个备份。
说起来容易,该怎么做呢?
火星旅行的理论方案有不少,最为人熟知的是霍曼轨道转移。
根据该理论,在离开地表后,航天飞船需利用两次加速,切入到半径更大的火星轨道中。当火星到达自己轨道对应的点,飞船就正好被纳入火星的引力范围,从而完成登陆目标。
这不是最快、也不是最近的路径,却是最省燃料的方案。(具体的计算公式很复杂,这里不做讨论。)
问题的关键来了,燃料的“节省”。
但在现实中,这几乎是不可能的。
传统飞船近地轨道运输目前的成本为$18000/kg。之所以这么高,是因为在航天飞机领域,上游长期被几家供应商垄断。
洛克威尔公司研制的轨道飞行器,洛克希德马丁提供的外部燃料箱,阿连特技术系统公司开发的固体火箭助推器,然后这些大公司同时还有自己的分包合同,每一家分包商又必须从售价中抽成来盈利。
一层层盘剥后,成本不可能降下来。
只有自主研发所有部件,才能省去大量被抽成的利润。
更有其他好处。不仅能全程监控,打造更高效的研发系统,员工之间也能就新设计直接交流,毫无障碍。
SpaceX正是在此环境中诞生的。
它是全球第一家实行火箭制造纵向整合的公司,依靠美国军方支持,完成了研发和制造零件整合。
在创立之初,马斯克就声称:
SpaceX正通过在火星上建造一个自给自足、百万人口的文明来实现人类的跨星之梦。
为什么要“跨星”?马斯克将之称为“种族的生命保险”。用通俗的话来说,即把鸡蛋放在不同的篮子里。
现在所有人都居住在母星,一旦遭遇什么不测,第三次世界大战、黑科技自毁或自然灾害,根本没有回旋的余地。
为什么选择火星?这个显而易见,太阳系中只有火星和地球环境相似。
这些都好理解。问题在于,你要怎么带着100万人飞到火星?
马斯克认为,太空飞行花销过高的根本原因,是我们的登陆方式太过残暴——在海洋中撞毁或大气中焚化。
反复试错几次后,他终于搞定了这一难题。
2015年,猎鹰9成功发射并回收。
很快,史无前例地,之前用过并回收的猎鹰9为SpaceX正式被贴上“可再利用”的标签。
派一支二手箭执行任务,你只需要支付推进剂和一点例行维护的费用——这直接节省了太空飞行成本的100甚至1000倍。
根据估算,其运载成本为1.54万美元/kg。
这还远远不够,但已经比之前的创新简单了。
比如我们现在看到的超大火箭,之所以设计成这样,就是想通过在轨道上补料,来降低成本。具体的技术流程,这里就不详谈了。
即将发射的这支火箭,成本大约在在0.66万美元/kg。按一个成年人体重为80kg计算,去火星的单程估价为50万美元。
而且,按照马斯克的说法,最终价格可能降到10万美元以内。
这是个非常诱人的数字。
如果价格1亿美元,除了国家买单,没有人愿意掏这个钱上太空;如果5000万美元,也许有几个富豪会愿意尝个鲜;如果1000万美元,会有更多的富豪愿意体验。
而如果是50万美元,我们所熟知的一些网红、名流,大概率都会去上太空转一圈。
当上天价格为1亿每人次时,人类会建造几个小型太空实验室,送几个实验员,发射几个小型无人探测器——这是波音等老航天开的黑店价格。
当上天价格1千万每人次时,人类可以建造大型太空实验室,极少数富豪会一掷千金尝个鲜,但尚无建设太空旅馆的必要——此时的潜在太空顾客规模大约在千人量级。
当上天价格为1百万每人次时,富豪名流都可以去太空游玩,太空旅店、初步的太空工厂、月球和火星基地,都会被提上日程,太空商业投资热情会被点燃,太空基建会达到小镇规模——此时的潜在太空顾客规模大约在10万人量级。
当上天价格为10万每人次时,大量的富裕人群皆可前往太空,大规模的轨道基建成为可能,太空城市初具雏形,火星基地会扩张为殖民地规模——此时的潜在太空顾客规模甚至能达到千万人规模——这时太空旅行如飞机航班一般常见后,可以达到的层次。
这些场景,预计会在本世纪中后期都能实现。
而当上天价格为1万每人次时,人类的足迹将遍布整个太阳系,星际贸易兴起,小行星带开采迎来投资热潮,太空殖民地基本可以自给自足,开始产生太空主权。
此时,人类正式成为太空文明。
要达到这一层次需要极为发达的轨道基建,铺设动量交换网络,使得飞船从亚轨道开始就可从轨道基建获得动量补给,在几乎不消耗自身推进剂的情况下抵达太阳系的各个角落。
这时,大型星际载具也将具备投资价值,使用核聚变推进技术的大型运输舰、大型工业舰乃至星际战舰都会成为现实。
这样的场景预计会在22世纪初实现。
届时,一个全新的市场,乃至崭新的文明进程,就真的启动了。
03 尾声回到现实,马斯克的火星移民计划,已经被无数人诟病了。
有人说是骗局,有人觉得异想天开。
对此,他曾回应过:“在地球上,只要你想你在一天之内就可以去到任何一个角落。在这里,已经没有任何物理的限界可言。现在,宇宙才是我们的边界,对于任何具有探险精神的人来说,宇宙的探险才是心向往之。”
先不论对错。
至少,你得去尝试。
讲真,造火箭,造大火箭,不是什么高大上的事情。
但是,只有一个人去做,他就成了最特别的那个——某一种可能的未来,被掌握在一个人手中。
这仅仅只是选择上的区别。
马斯克的火星殖民计划,不一定能成功,但必定会成为一个开始。
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来源:格隆汇作者:万连山全世界都在等待着。原定于17日晚发射的SpaceX星舰,因为压力阀被冻结,延迟发射。
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