3月28日,《经济学人》发文,马斯克认为,将人类送上火星是实现火星定居以及拯救人类的第一步。如今,在法律方面,他无需过多担忧。马斯克通过他所谓的政府效率部(DOGE)对美国联邦航空管理局(FAA)进行了大幅改组,而该机构曾是他的公司SpaceX发展道路上的阻碍。此外,他还得到了美国总统的支持。 然而,物理上的限制是存在的。想要使航天器顺利抵达火星,在发射时地球需落后火星大约45度,而这种情况每两年多出现一次,也就是说,在任何一个四年总统任期内只会出现两次。如果要在川普总统任期结束前将人类送上火星,航天器就必须在2028年底的发射窗口期离开地球轨道。但除非这项任务要冒极大的风险,否则需要事先尝试进行一次或多次无人前置着陆任务,并且这些任务必须在2026年末开始的发射窗口期内发射。 这正是马斯克去年表示想要做的事情。如今看来,这几乎是不可能的。 马斯克的计划主要围绕着星舰展开。这是一款规模空前庞大,理论上可完全重复使用的航天器,SpaceX公司正在得克萨斯州南端的星舰基地进行研发。这款两级系统的早期设计版本之一曾被称为“火星殖民运输器”,其设计可使其一次搭载多达100人。 星舰空载时重量约为100吨,加上乘员和货物,重量可增加多达150吨。推进剂一直是发射系统质量的最大组成部分,它将再增加1500吨。即使在超重助推器的帮助下,星舰在飞行的最初几分钟内能够到达距离地球表面60公里的高度,速度达到每小时约4400公里,但几乎所有的燃料都将用于使星舰达到进入近地轨道所需的每小时28000公里的速度。 如果星舰只需将SpaceX公司的星链通信卫星舱送入轨道(这是其商业用途),那么最后只剩余少量燃料也无妨。按计划部署卫星,然后使用剩余的推进剂重新进入大气层并着陆。然而,如果打算将星舰送往更远的地方,几乎空了的燃料箱就需要重新加满。 这意味着其他星舰必须为任何一艘前往火星的星舰运送额外的推进剂。需要执行多少次这样的任务,取决于每次“加油船”任务能够将多少吨推进剂送入轨道。如果星舰的有效载荷能力低于计划,那么加满燃料箱所需的任务次数可能是15次或20次。实际需要多少次,无人知晓。在进行了23个月的测试,进行了8次飞行后,还没有任何一艘星舰成功进入轨道。 SpaceX公司声誉之高可见一斑。去年9月,马斯克表示,到2026年将有一些无人星舰进入轨道,加满燃料并准备好前往火星。这一说法即便不太可能实现,至少听起来还是有可能的。而该公司如今每周使用猎鹰9号火箭进行三次或更多次发射,这在过去看来同样是天方夜谭。 去年10月,该公司在半空中成功捕获了返回的超重助推器,震惊了世界。次月,它将一艘星舰从亚轨道太空飞行中带回,穿越大气再入时的火焰,精确控制着它在印度洋溅落。人们对该公司综合实力的评价进一步提高。 今年,之前所有测试中使用的星舰版本已被一个更新、更大且理论上经过升级的版本所取代,但进展并不顺利。1月16日,这些“2号批次”星舰中的第一艘在与超重助推器分离几分钟后,尾部起火,被安全系统炸毁,碎片如雨点般散落在特克斯和凯科斯群岛的上空。SpaceX公司认为已找出问题原因,于3月6日再次尝试;然而发动机再次出现故障,星舰再次被炸毁,炽热的碎片再次如雨点般落在加勒比海上空。 看起来,能够实现预期目标的星舰,实验成功还遥遥无期。这些挫折不仅增加了额外测试的必要性,也减缓了研发的速度。SpaceX公司一直清楚,在制造出能够进入轨道并返回的星舰后,接下来必须解决如何将超低温推进剂从一艘星舰转移到另一艘星舰的问题,这是前所未有的尝试。 该公司也明白,要发展出能够连续快速进行多次“加油船”发射的能力,需要大量的实践。正因如此,该公司申请了今年在其得克萨斯州基地进行25次发射的许可证。但事实是,进展速度放缓了。到2025年过去一半时,该公司可能总共只能进行4次测试飞行,而那时距离火星发射窗口期就只剩下16个月了。马斯克声称2026年仍有可能进行火星无人发射任务,这实在令人难以相信。 不过,川普任期的结束也并不会意味着马斯克野心将就此终结。这使得他有兴趣让SpaceX公司能够适应未来的变化,因为在民主党政府执政期间,该公司不太可能得到任何优待。他希望看到星链尽可能多地融入政府的运作中,并让SpaceX公司的发射服务和卫星在美军太空部队的运作中发挥更核心的作用,从而打压众多竞争对手。但从他的角度来看,延长自己政治“发射窗口期”的最佳方式,是利用自己的精力、资金,以及通过DOGE可能对政府系统获得的任何技术影响力,确保川普的继任者如果可能的话,是支持马斯克的;如果不行,至少对火星探索感兴趣。 这样的继任政府不必致力于为火星探索的大胆行动买单,只需不加以阻挠即可。事实上,尽管政府资金无疑会受到欢迎,但非政府资助的火星任务也有其自身优势,能够实现政府资助的任务几乎无法想象的一定程度的灵活性。 星舰在得克萨斯州博卡奇卡的星舰基地为一次测试飞行做准备。 一个重要的问题是返程。如果星舰能够按设计要求运行,在轨道上加满燃料后肯定能够到达火星,但它们将没有足够的燃料返回。SpaceX公司打算通过借鉴祖布林博士的一个想法来解决这个问题:利用火星大气中的二氧化碳和地下冰制造甲烷,以补充燃料箱中的燃料。 祖布林博士设想在宇航员到达之前,在火星上着陆一个推进剂生产设施,这样他们到达时就会知道有返回的手段。但要为像星舰这样大的航天器做到这一点,意味着需要一个拥有大量太阳能电池板的工厂,或者一个设计尚未确定且未经测试的小型核设施。在首次载人任务之前,必须提前一两个轨道发射窗口期运送这样的有效载荷,这将使这些任务推迟到2030年代。即使是马斯克,无论他如何努力,可能也无法让自己的政治“发射窗口期”保持那么长时间的开放。 另一种选择是将首批先驱者送往一个没有现成燃料储备的地方,这将增加一项原本就危险的任务的风险。前往火星的宇航员在长时间的失重飞行过程中,将面临辐射暴露和肌肉萎缩的可能性,而火星环境比地球上的任何地方都更加不适宜人类生存。即使每两年多进行一次补给,尝试在一个外星球上停留长达六年的时间,也将极其艰苦。这或许不比18、19世纪的一些探险航行所经历的更糟糕,但同样也不能保证成功。 马斯克想要进行火星任务,是因为他希望看到火星被人类定居。他在言辞上对这一想法的承诺,与他的行动和投资所体现的偏好高度一致。毫无疑问,他能够找到志同道合的人,这些人很可能非常适合这项任务,他们将在没有确定返程路线的情况下,带头去实现这一命运。如果他们愿意承担风险,马斯克也会如此。 |
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