“狂人”計(jì)劃：2025年送人上火星

“狂人”計(jì)劃：2025年送人上火星

“技術(shù)狂人”埃隆·馬斯克的登陸火星計(jì)劃從2018年開(kāi)始實(shí)施，大概每26個(gè)月執(zhí)行一次發(fā)射任務(wù)，爭(zhēng)取最早在2025年前后實(shí)現(xiàn)火星移民。此后，人類將以火星為基地，繼續(xù)向太陽(yáng)系深空探索和擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)真正的星際移民。

“技術(shù)狂人”埃隆·馬斯克在去年9月的國(guó)際宇航大會(huì)上，公布了自己雄心勃勃的火星移民計(jì)劃，由于缺乏細(xì)節(jié)而遭到許多人的質(zhì)疑。而近日，馬斯克在《新太空》期刊中發(fā)表文章，詳細(xì)介紹了他的火星計(jì)劃，及巨型火星運(yùn)輸飛船的早期設(shè)計(jì)，也就是他一直在構(gòu)思的“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”（ITS）。

核心技術(shù)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)已點(diǎn)火試驗(yàn)

“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”是包括大功率發(fā)動(dòng)機(jī)、超級(jí)運(yùn)載火箭和載人宇宙飛船在內(nèi)的一整套星際運(yùn)輸保障體系，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這套系統(tǒng)通過(guò)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可回收的運(yùn)載火箭，將載人飛船送到近地軌道，然后再通過(guò)發(fā)射補(bǔ)給艙為客運(yùn)飛船補(bǔ)充能源，飛船在旅行過(guò)程中還可以通過(guò)太陽(yáng)能電池供電，到達(dá)火星之后完成載人任務(wù)，再利用火星資源制造燃料，為飛船補(bǔ)充能源后返回，并可多次重復(fù)使用。根據(jù)馬斯克提供的資料，超級(jí)火箭的重復(fù)利用次數(shù)是1000次，燃料補(bǔ)給艙的使用次數(shù)是100次，而飛船可利用12次，能夠節(jié)省巨額成本。

而這套系統(tǒng)涉及到很多高精尖的技術(shù)及設(shè)備，主要包括可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭和載人飛船、位于地球和火星的火箭及飛船發(fā)射設(shè)施、近地軌道飛船補(bǔ)充燃料技術(shù)、零重力推進(jìn)技術(shù)、火星基地燃料制造技術(shù)等。其技術(shù)的核心還是發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)載火箭和載人飛船。

在火星，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了大量曾經(jīng)存在過(guò)水的痕跡，不管從環(huán)境還是元素組成上，火星與地球十分相似，這意味著火星生物也是需要水的，有水，就有生命誕生的希望

就在馬斯克在國(guó)際宇航大會(huì)上宣布“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”之前，其核心技術(shù)之一的“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了第一次點(diǎn)火試驗(yàn)，馬斯克那次參會(huì)也是有備而去的，其余的工作都在快馬加鞭向前推進(jìn)之中。“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)是全流式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，以液氧和液態(tài)甲烷作為推進(jìn)劑，功率強(qiáng)大，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在海平面的推進(jìn)力可達(dá)3050千牛，發(fā)動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)之一的比沖量為334秒；發(fā)動(dòng)機(jī)在真空中的推進(jìn)力是3500千牛，比沖量是382秒，并且能夠比普通的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省20%至100%的額定推力。

“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大性能為飛船的推進(jìn)火箭提供了足夠的動(dòng)力，這也是該系統(tǒng)最核心的技術(shù)之一。

而火箭的有效荷載就是宇宙飛船，是整個(gè)系統(tǒng)的重中之重。船體由碳纖維做成，長(zhǎng)49.5米，寬12米至17米，飛船結(jié)構(gòu)主要包括四大部分，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、載貨艙和載客艙。飛船安裝有9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中有3臺(tái)海平面型發(fā)動(dòng)機(jī)和6臺(tái)真空型“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)，飛船既要載貨又要載人，并且一次就搭載100名宇航員，必須確保萬(wàn)無(wú)一失。而承載的貨物是火星安居的必需建筑材料及設(shè)備，100名宇航員更是第一批移民火星的精英，所以馬斯克也承認(rèn)，這種飛船必須做得非常大才行。對(duì)于首次啟航的宇宙飛船，主要載運(yùn)貨物，搭載的宇航員較少，隨著火星基地的逐步建立，此后的飛船就以客運(yùn)為主。

未來(lái)50至100年送百萬(wàn)人上火星？

雖然“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”的核心技術(shù)已經(jīng)在研發(fā)階段，但是距離火星移民之路還很遙遠(yuǎn)。一直揚(yáng)言在火星退休的馬斯克也承認(rèn)，要想真正在火星建立永久基地，并且移民百萬(wàn)，需要花費(fèi)40年到100年的時(shí)間，那是三代人前赴后繼的努力。如果按照每次發(fā)送100人至200人計(jì)算，飛船需要發(fā)射一萬(wàn)次，而航程平均需要80天至140天，并且最好在火星距離地球最近的時(shí)候發(fā)射，這樣能減少旅行時(shí)間，節(jié)省費(fèi)用。

馬斯克希望，最終能建造至少1000艘飛船，未來(lái)50年至100年將100萬(wàn)人送到火星。成本方面，如果能達(dá)到規(guī)劃中的重復(fù)利用率，每個(gè)人去火星只需花20萬(wàn)美元，而如果以現(xiàn)在的技術(shù)送人往返火星，至少要花100億美元。如果一切順利，十年后“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”就可以啟程遠(yuǎn)征火星了。

實(shí)際上，馬斯克早已經(jīng)等不及了，目前公司正在研制一臺(tái)試驗(yàn)性的“龍”號(hào)非載人飛船，采用星際運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)，準(zhǔn)備開(kāi)啟代號(hào)“紅龍”的火星探測(cè)任務(wù)。該飛船預(yù)計(jì)在2018年5月發(fā)射，主要是為了驗(yàn)證星際運(yùn)輸系統(tǒng)采用的技術(shù)是否可行，為下一步登陸火星積累經(jīng)驗(yàn)，掃清障礙。

登陸火星計(jì)劃從2018年開(kāi)始實(shí)施，大概每26個(gè)月執(zhí)行一次發(fā)射任務(wù)，爭(zhēng)取最早在2025年前后實(shí)現(xiàn)火星移民。此后，人類將以火星為基地，繼續(xù)向太陽(yáng)系深空探索和擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)真正的星際移民。

當(dāng)然，馬斯克一向以“膽大、敢說(shuō)、執(zhí)行力強(qiáng)”而著稱，他的這些計(jì)劃到底能否兌現(xiàn)，還需要時(shí)間來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

科學(xué)家為何一定要移民火星？

日前，霍金就表示人類需要盡快在幾百年內(nèi)移民。目前來(lái)說(shuō)最佳的移民地點(diǎn)是火星（太陽(yáng)系中與地球最相似的行星，已發(fā)現(xiàn)水源），不過(guò)現(xiàn)在的技術(shù)還是達(dá)不到的。

不過(guò)人類應(yīng)該未雨綢繆，盡快開(kāi)展殖民外星的技術(shù)研究是必要的，這樣才能逐步完善，因?yàn)檫@是個(gè)復(fù)雜而艱辛的過(guò)程，等到災(zāi)難來(lái)臨，就為時(shí)已晚。在開(kāi)始外星移民的時(shí)候，如果地球環(huán)境尚好，可能愿意去火星的富人很少，因?yàn)檫@個(gè)是需要冒險(xiǎn)的，暫不說(shuō)去了以后需要做大量工作，惡劣的氣候以及未知的威脅無(wú)處不在，犧牲的可能是非常大的。

假若地球環(huán)境已經(jīng)不適宜生存，那么可能去火星定居的“諾亞方舟”的船票就不好買到了。所以需要早點(diǎn)動(dòng)手，盡早開(kāi)展工作，以保障人類移民前火星能有適宜的環(huán)境，并且全部移民，讓火星變成人類新的家園。

（《北京日?qǐng)?bào)》2017.6.28等）