瘋子or天才？伊隆·馬斯克和他的SpaceX

　　紅龍計劃的取消并不是因為太激進，而只是因為——這計劃還太弱雞了！馬斯克實如今實則是把紅龍計劃的資源投在了更為接近實現和更為雄心壯志的計劃上——Big Fucking Rocket！我真不是故意打臟話，還真就是那個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，目前地表最強的重型獵鷹火箭也如同一個孩子站在成年人面前一樣。而圖中的150噸的LEO運載力還是在可全面回收情況下的數據，比一次性的土星5號運載力還強。真不得不感嘆：It's so f*cking big!

　　不得不說，看到BFR火箭的數據之時，如果你是個火箭迷可能都會被嚇得想罵臟話——LEO近地軌道的運載能力達到恐怖的250噸！前面說過重型獵鷹的63噸已經是當今地表最強了、人類目前建造過最強火箭土星五號是135噸、獵鷹9號系列LEO運載力不到23噸、美國現役主流火箭宇宙神5號系列LEO運載力20噸左右、NASA目前最強火箭德爾塔4號不到29噸、中國最新研制成功的最大運載火箭長征5號的LEO運載力是25噸左右。而這大*巴火箭竟然要想達到破天荒的250噸，是除重型獵鷹外現役最大火箭的10倍左右！

 這種現在還只能存在于科幻電影中的超級行星際火箭，馬斯克卻打算在4年內把它造出來。實際上現在SpaceX已經在著手制造BFR的部件。

　　所以用變態來形容BFR真不為過。但BFR這么激進的設想，會不會又像紅龍計劃那樣最終又是空頭支票？但根據馬斯克的說辭，紅龍計劃一直都是概念（Concept），而BFR目前已經邁入實踐，甚至其部件已經開始生產制造。目前BFR已經在加緊制造并在未來4年內完成，如果計劃順利，那么可以趕在2022年發射窗口進行第一次火星任務，而2024年則可以開始載人火星任務。

 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達到超重型運載火箭SHLLV的基準，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。

　　擁有超重型運載火箭僅僅只是前往火星的基礎，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動機卻沒有底盤一樣。開發合適的火星載人載具以及完善的火星任務計劃，才是成功的關鍵。

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

　　具體來說地球和火星正好處于這樣的相對位置是每26個月、或2年又2個月才會出現一次，這就是大家經常能聽到的所謂的“發射窗口”。一次發射窗口錯過，就必須再等2年多，所以計劃也得看地球和火星的相對位置。2018年1月正好是一個發射窗口，下一次就得到2020年、2022年、2024年，以此類推。

 因為地球和火星一直都在繞太陽公轉，相對位置不斷變化，適合用MTO將航天器送入火星的發射窗口每26個月才會出現一次。因此必須要有足夠的耐心和時間才能一步步完成火星任務。

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

　　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，也需要數百噸的先進火箭才可能再度離開火星，可在荒蕪的火星地表如何實現？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級火箭實際上就是一個太空飛船，具有一對可以在進入火星大氣時減速的三角翼結構。搭載SpaceX最新的猛禽（Raptor）發動機，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個客艙。中部還有太陽風暴防護盾。可謂是設計相當周道的行星際飛船。

　　不過馬斯克心里已經早有想法。一個有意義的載人火星任務，絕不能像60年前的阿波羅任務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循環。

 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。

　　總的來說這樣的計劃是有前瞻性和現實意義性。也是目前人類的技術力有可能實現的。當然這還需要大量技術和資金的累積，不知道是否有足夠多的富豪愿意支付去火星的船票，而且可能在短期內還是單程票。當然，SpaceX的火星計劃比之前幾個小公司提出的騙錢計劃還是現實得多，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。這里有農田、工廠、光伏發電站。難怪馬斯克在光伏技術上的投資也相當用力。

　　除了SpaceX，NASA也有新自己的火星計劃，其全新的SLS（Space Launch System，太空發射系統）火箭最大LEO運載力為130噸，未來將計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，也在成功發射了長征5號重型火箭后開始著手研發更新一代的SHLLV超重型火箭長征9號系列，長征9號LEO運載力達到140噸、MTO運載力37噸，預計2028年實現首發，屆時中國也將具備載人前往火星的能力。

 NASA計劃中的SLS火箭（左側）和中國宇航局未來的長征九號都是有能力將人類送上火星的SHLLV。右圖是網友POCKN制作的SLS和長征九號的對比圖。

　　對于全人類說，無論是誰先實現了火星載人任務，都將是一大創舉。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現，對于區區渺小的人類來說，誰去實現這個偉大的征程都是振奮人心的。不過平心而論，SpaceX在本世紀20年代實現的火星殖民計劃可能略顯超前，或多或少時間可能都會延后，畢竟這和當年超級大國爭霸舉國體制推動的阿波羅計劃不能相提并論。但展望未來的20-30年，這個愿望很有可能會被實現，而在本世紀20年代，更有可能的是第一批無人載具的試驗性任務。

　　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技術加持、充足的人才儲備和火箭制造經驗。但問題是，特斯拉只是推出幾款新車都要燒掉好多錢，火星殖民這種現在聽起來還有點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輸、衛星釋放入軌、乃至月面基地建設等一系列太空任務。

　　還好馬斯克也不是沒想到這點，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目啊。然而BFR的功能遠超乎你的想象，它不只是一架火星飛船。它可以用來為執行與國際空間站的對接物質任務、也可以往來于月球之間。它甚至還有一個連波音空客乃至傳統航空公司都有點焦慮的功能——旅客運輸！沒錯！BFR可以變成一架高超音速空天飛機，在1小時內往來于地球上任意兩點之間，紐約到上海只需半個小時，連協和號超音速客機都成了渣渣！

 這段SpaceX公布的概念視頻展現了乘坐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的錢去乘坐BFR，畢竟就算自己的私人飛機再舒服，十幾二十小時的跨州飛行時間也是不好受的。BFR不單把旅行時間縮短到半小時，還能讓你來一次太空之旅，體驗遠非以前的協和式客機可以比擬，也許還真會有很多土豪樂意搭乘BFR往來大洲間上班旅行。

 SpaceX甚至已經計劃到BFR發展二來的ITS——Interplanetary Transport System，行星際運輸系統。ITS甚至可以往返于木星和土星的衛星。圖中展示的是土衛二恩克拉多斯（Enceladus）。

　　而未來根據BFR發展而來的更重型火箭飛船甚至能抵達比火星更為遙遠的星球，比如被冰層包裹并可能存在冰下海洋的木衛二歐羅巴和土衛二恩克拉多斯。可見火星甚至都不是SpaceX的最終目標，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帶入現實中嗎？