瘋子or天才？伊隆·馬斯克和他的SpaceX

　　紅龍計(jì)劃的取消并不是因?yàn)樘みM(jìn)，而只是因?yàn)?mdash;—這計(jì)劃還太弱雞了！馬斯克實(shí)如今實(shí)則是把紅龍計(jì)劃的資源投在了更為接近實(shí)現(xiàn)和更為雄心壯志的計(jì)劃上——Big Fucking Rocket！我真不是故意打臟話，還真就是那個(gè)F開頭的單詞。筆者思索了下怎么翻譯得體，貌似翻譯成大[嗶——]巴火箭挺符合原意……好吧，為了不被和諧，下文都用簡稱：BFR。

 在BFR火箭跟前，目前地表最強(qiáng)的重型獵鷹火箭也如同一個(gè)孩子站在成年人面前一樣。而圖中的150噸的LEO運(yùn)載力還是在可全面回收情況下的數(shù)據(jù)，比一次性的土星5號(hào)運(yùn)載力還強(qiáng)。真不得不感嘆：It's so f*cking big!

　　不得不說，看到BFR火箭的數(shù)據(jù)之時(shí)，如果你是個(gè)火箭迷可能都會(huì)被嚇得想罵臟話——LEO近地軌道的運(yùn)載能力達(dá)到恐怖的250噸！前面說過重型獵鷹的63噸已經(jīng)是當(dāng)今地表最強(qiáng)了、人類目前建造過最強(qiáng)火箭土星五號(hào)是135噸、獵鷹9號(hào)系列LEO運(yùn)載力不到23噸、美國現(xiàn)役主流火箭宇宙神5號(hào)系列LEO運(yùn)載力20噸左右、NASA目前最強(qiáng)火箭德爾塔4號(hào)不到29噸、中國最新研制成功的最大運(yùn)載火箭長征5號(hào)的LEO運(yùn)載力是25噸左右。而這大*巴火箭竟然要想達(dá)到破天荒的250噸，是除重型獵鷹外現(xiàn)役最大火箭的10倍左右！

 這種現(xiàn)在還只能存在于科幻電影中的超級(jí)行星際火箭，馬斯克卻打算在4年內(nèi)把它造出來。實(shí)際上現(xiàn)在SpaceX已經(jīng)在著手制造BFR的部件。

　　所以用變態(tài)來形容BFR真不為過。但BFR這么激進(jìn)的設(shè)想，會(huì)不會(huì)又像紅龍計(jì)劃那樣最終又是空頭支票？但根據(jù)馬斯克的說辭，紅龍計(jì)劃一直都是概念（Concept），而BFR目前已經(jīng)邁入實(shí)踐，甚至其部件已經(jīng)開始生產(chǎn)制造。目前BFR已經(jīng)在加緊制造并在未來4年內(nèi)完成，如果計(jì)劃順利，那么可以趕在2022年發(fā)射窗口進(jìn)行第一次火星任務(wù)，而2024年則可以開始載人火星任務(wù)。

 2022年無人飛船先行登陸火星、2024年載人飛船突破歷史首次踏足火星。BFR火箭果真能完成馬斯克的雄心壯志？

　　畢竟，如今SpaceX的重型獵鷹火箭已經(jīng)達(dá)到超重型運(yùn)載火箭SHLLV的基準(zhǔn)，SpaceX可說已有前往火星的底氣。下一步研制更大的BFR火箭并不是癡人說夢，和某些PPT造車失敗后躲在國外外失蹤的人不一樣，馬斯克看起來可是志在必得、可不是PPT造火箭。

　　擁有超重型運(yùn)載火箭僅僅只是前往火星的基礎(chǔ)，無論是重型獵鷹還是未來的BFR，沒有合適的載具也等于是汽車空有一具發(fā)動(dòng)機(jī)卻沒有底盤一樣。開發(fā)合適的火星載人載具以及完善的火星任務(wù)計(jì)劃，才是成功的關(guān)鍵。

　　首先是去火星有限的時(shí)機(jī)。大家都知道地球和火星都繞太陽公轉(zhuǎn)，而將航天器或者特斯拉Roadster送上火星的MTO火星轉(zhuǎn)移軌道（大部分采用的是霍曼轉(zhuǎn)移軌道），實(shí)際上是利用地球自身公轉(zhuǎn)的慣性追加一個(gè)速度，使得航天器進(jìn)入一個(gè)高偏心率的橢圓軌道，并向預(yù)計(jì)火星將會(huì)公轉(zhuǎn)過去的位置飛去。這需要的并不是地球和火星處于相對(duì)最近的距離，而是航天器飛抵MTO軌道與火星軌道重合的點(diǎn)時(shí)火星必須正好也在這個(gè)點(diǎn)上，這樣才能用最少的能量盡可能快得抵達(dá)火星。也因此這樣的時(shí)機(jī)是很有限的。

　　具體來說地球和火星正好處于這樣的相對(duì)位置是每26個(gè)月、或2年又2個(gè)月才會(huì)出現(xiàn)一次，這就是大家經(jīng)常能聽到的所謂的“發(fā)射窗口”。一次發(fā)射窗口錯(cuò)過，就必須再等2年多，所以計(jì)劃也得看地球和火星的相對(duì)位置。2018年1月正好是一個(gè)發(fā)射窗口，下一次就得到2020年、2022年、2024年，以此類推。

 因?yàn)榈厍蚝突鹦且恢倍荚诶@太陽公轉(zhuǎn)，相對(duì)位置不斷變化，適合用MTO將航天器送入火星的發(fā)射窗口每26個(gè)月才會(huì)出現(xiàn)一次。因此必須要有足夠的耐心和時(shí)間才能一步步完成火星任務(wù)。

　　由于地球公轉(zhuǎn)軌道和火星公轉(zhuǎn)軌道也一直在變化，每一次發(fā)射窗口所需的能量和時(shí)間都有所不同，一般來說采用霍曼轉(zhuǎn)移軌道大致需要260天，特殊時(shí)機(jī)下只要150天左右，總之都是一個(gè)漫長的時(shí)間。對(duì)無人航天器來說這問題不大，可對(duì)于載人航天器來說，宇航員要在如此漫長的時(shí)間屈身于只有幾十噸的航天器中，忍受孤獨(dú)、乏味以及可能發(fā)生的各種意外，這絕對(duì)比想象起來還困難。

　　其次到火星后如何返回——從火星地表重新脫離火星引力返回地球也是極為困難的，要知道我們需要上千噸的火箭才能脫離地球引力。即使火星引力較小，也需要數(shù)百噸的先進(jìn)火箭才可能再度離開火星，可在荒蕪的火星地表如何實(shí)現(xiàn)？這樣的火箭以及火箭所需的燃料僅靠載人航天器一次性攜帶是很難的。

 BFR的2級(jí)火箭實(shí)際上就是一個(gè)太空飛船，具有一對(duì)可以在進(jìn)入火星大氣時(shí)減速的三角翼結(jié)構(gòu)。搭載SpaceX最新的猛禽（Raptor）發(fā)動(dòng)機(jī)，頭部帶舷窗的增壓倉有825立方米空間，堪比A380主甲板，具有40個(gè)客艙。中部還有太陽風(fēng)暴防護(hù)盾?？芍^是設(shè)計(jì)相當(dāng)周道的行星際飛船。

　　不過馬斯克心里已經(jīng)早有想法。一個(gè)有意義的載人火星任務(wù)，絕不能像60年前的阿波羅任務(wù)那樣燒掉龐大資金后只為了讓人在月球表面上留下腳印和采集幾塊石頭就匆匆返回。人類如果要踏足火星，就必須要有在火星上生存的能力。SpaceX未來的火星計(jì)劃，是讓人類登陸火星后在那里建立殖民地，食物可以靠自己種植農(nóng)作物自給自足，水可以從火星地下獲取，最后這樣的殖民地可以具備自己制造火箭最終的部分——燃料，從而制造出可以返回地球使用的火箭，最終完成完善的火星和地球之間的往來生態(tài)循環(huán)。

 馬斯克要做的不是在火星上留下腳印，而是永駐那里。BFR降落火星后，將在那里建立可以自給自足的殖民地，不單是作物，連返回地球火箭所需的燃料都要在火星上制取。

　　總的來說這樣的計(jì)劃是有前瞻性和現(xiàn)實(shí)意義性。也是目前人類的技術(shù)力有可能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然這還需要大量技術(shù)和資金的累積，不知道是否有足夠多的富豪愿意支付去火星的船票，而且可能在短期內(nèi)還是單程票。當(dāng)然，SpaceX的火星計(jì)劃比之前幾個(gè)小公司提出的騙錢計(jì)劃還是現(xiàn)實(shí)得多，那才是真的PPT去火星。

 SpaceX將一步步在火星上建立起人類在地球以外的宇宙都市。這里有農(nóng)田、工廠、光伏發(fā)電站。難怪馬斯克在光伏技術(shù)上的投資也相當(dāng)用力。

　　除了SpaceX，NASA也有新自己的火星計(jì)劃，其全新的SLS（Space Launch System，太空發(fā)射系統(tǒng)）火箭最大LEO運(yùn)載力為130噸，未來將計(jì)劃在月球和火星建立永久基地。而雖與美國有差距但也是航天大國的中國，也在成功發(fā)射了長征5號(hào)重型火箭后開始著手研發(fā)更新一代的SHLLV超重型火箭長征9號(hào)系列，長征9號(hào)LEO運(yùn)載力達(dá)到140噸、MTO運(yùn)載力37噸，預(yù)計(jì)2028年實(shí)現(xiàn)首發(fā)，屆時(shí)中國也將具備載人前往火星的能力。

 NASA計(jì)劃中的SLS火箭（左側(cè)）和中國宇航局未來的長征九號(hào)都是有能力將人類送上火星的SHLLV。右圖是網(wǎng)友POCKN制作的SLS和長征九號(hào)的對(duì)比圖。

　　對(duì)于全人類說，無論是誰先實(shí)現(xiàn)了火星載人任務(wù)，都將是一大創(chuàng)舉。這里也希望大家不要心胸狹隘地去在乎這些夢想究竟可以由哪國人去實(shí)現(xiàn)，對(duì)于區(qū)區(qū)渺小的人類來說，誰去實(shí)現(xiàn)這個(gè)偉大的征程都是振奮人心的。不過平心而論，SpaceX在本世紀(jì)20年代實(shí)現(xiàn)的火星殖民計(jì)劃可能略顯超前，或多或少時(shí)間可能都會(huì)延后，畢竟這和當(dāng)年超級(jí)大國爭霸舉國體制推動(dòng)的阿波羅計(jì)劃不能相提并論。但展望未來的20-30年，這個(gè)愿望很有可能會(huì)被實(shí)現(xiàn)，而在本世紀(jì)20年代，更有可能的是第一批無人載具的試驗(yàn)性任務(wù)。

　　我并不懷疑SpaceX有制造這種行星際火箭飛船BFR的能力，畢竟它有NASA技術(shù)加持、充足的人才儲(chǔ)備和火箭制造經(jīng)驗(yàn)。但問題是，特斯拉只是推出幾款新車都要燒掉好多錢，火星殖民這種現(xiàn)在聽起來還有點(diǎn)天方夜譚的事情得燒掉多少錢？而這些錢該從哪里來？馬斯克這能找到足夠多的想去火星、又得是超級(jí)土豪的客戶？我相信“馬爸爸”要去趟火星還是有錢的，但這么有錢的人有多少？而且他們都樂意去火星嗎？

 BFR還可以完成空間站人員物資運(yùn)輸、衛(wèi)星釋放入軌、乃至月面基地建設(shè)等一系列太空任務(wù)。

　　還好馬斯克也不是沒想到這點(diǎn)，如果BFR只用來做火星殖民飛船，他自己多有錢都燒不起這項(xiàng)目啊。然而BFR的功能遠(yuǎn)超乎你的想象，它不只是一架火星飛船。它可以用來為執(zhí)行與國際空間站的對(duì)接物質(zhì)任務(wù)、也可以往來于月球之間。它甚至還有一個(gè)連波音空客乃至傳統(tǒng)航空公司都有點(diǎn)焦慮的功能——旅客運(yùn)輸！沒錯(cuò)！BFR可以變成一架高超音速空天飛機(jī)，在1小時(shí)內(nèi)往來于地球上任意兩點(diǎn)之間，紐約到上海只需半個(gè)小時(shí)，連協(xié)和號(hào)超音速客機(jī)都成了渣渣！

 這段SpaceX公布的概念視頻展現(xiàn)了乘坐BFR火箭從紐約到上海僅需39分鐘的全過程，科幻感十足。

　　盡管這樣的超高速跨州旅行成本不低，但也許還是有足夠多富豪愿意剩下購買私人飛機(jī)的錢去乘坐BFR，畢竟就算自己的私人飛機(jī)再舒服，十幾二十小時(shí)的跨州飛行時(shí)間也是不好受的。BFR不單把旅行時(shí)間縮短到半小時(shí)，還能讓你來一次太空之旅，體驗(yàn)遠(yuǎn)非以前的協(xié)和式客機(jī)可以比擬，也許還真會(huì)有很多土豪樂意搭乘BFR往來大洲間上班旅行。

 SpaceX甚至已經(jīng)計(jì)劃到BFR發(fā)展二來的ITS——Interplanetary Transport System，行星際運(yùn)輸系統(tǒng)。ITS甚至可以往返于木星和土星的衛(wèi)星。圖中展示的是土衛(wèi)二恩克拉多斯（Enceladus）。

　　而未來根據(jù)BFR發(fā)展而來的更重型火箭飛船甚至能抵達(dá)比火星更為遙遠(yuǎn)的星球，比如被冰層包裹并可能存在冰下海洋的木衛(wèi)二歐羅巴和土衛(wèi)二恩克拉多斯?？梢娀鹦巧踔炼疾皇荢paceX的最終目標(biāo)，而是茫茫宇宙的那片星辰大海。

　　不過上述這些，你是否都有一種在看科幻小說般天馬行空的感覺。馬斯克和他的SpaceX真能把這些科幻的事物在近未來內(nèi)帶入現(xiàn)實(shí)中嗎？