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SpaceX第一张船票已出!日本富豪前沢友作2023年成史上首个私人月球游客,马斯克究竟想要建立一个怎样的太空殖民帝国?

时间:2018年9月18日 16:08   来源:IT动力网    作者:李超    

北京时间今天上午 9 点,在满满的怀旧感中,马斯克以视频直播的形式揭秘其在四天前所埋下的悬念,第一个搭乘 BFS 超级飞船享受私人绕月之旅的乘客是日本最大时尚在线网站 Zozotown 创始人、43 岁的前沢友作(Yusaku Maezawa)。


图丨前沢友作(来源:Zozotown)


1975 年出生的前沢友作 2017 年个人净资产 36 亿美元,名列日本富豪榜第14位。但除了是一位企业家之外,前沢友作还颇有艺术家风范,创办过乐队,是东京当代艺术基金会创办人,去年还曾以 1 亿多美元拍下 Jean Michel Basquiat 的一幅作品。


图丨前沢友作(来源:Twitter)


值得注意的是,这次是前沢友作买下了整个 BFR 火箭,所以,他将选择邀请6—8位艺术家一同前往月球,但名单还没有透露。按照其计划的时间,这趟人类历史上意义非凡的太空飞行将会在 2023 年启程,最近将到达距离月球 200 公里的轨道。我们不难看出,已经将火箭发射做到“审美疲劳”的 SpaceX 有了新战场,即将向更深的太空挺进!

 

图丨马斯克在火箭发动机前演讲(来源:SpaceX)


前沢友作已经交过了此次飞行的定金,但马斯克为了鼓励更多人的太空热情,没有透露前沢友作到底花费了多少钱,前沢友作本人也是三缄其口。不过,既然马斯克已经提到这是一次“赞助”行为,那么根据 BFR 总研发成本来估计,很有可能前沢友作总共花费了 1—5 亿美元。


图丨前沢友作在现场(来源:SpaceX)


而谈到 BFR ,马斯克仍旧“乐观”,并且保证,如果一切顺利的话,BFR的第一次飞行将会在明年开始,2—3 年内进行入轨飞行(马斯克:如果一切顺利的话!)。这不难理解,毕竟马斯克在现场就已经说了,“不载人版的龙飞船首飞测试将从明年 4 月顺延到年底的 12 月”。


与此同时,SpaceX 公司还详细介绍了执行此次任务的航天器——“BFR 火箭+BFS 飞船”组合。相比较于马斯克在 2017 年国际宇航大会上所公布的那一个版本,这一版本中的 BFS 超级飞船设计有了较大的变动。 不过,马斯克也透露,这次将会是 BFR 火箭和 BFS 飞船最终版本,不会再有太大的改型。

 

图丨新版 BFS 飞船(来源:SpaceX)

 

图丨旧版 BFS 飞船的设计(来源:SpaceX)


从 SpaceX 官方给出的概念图,乍一看,我们似乎从 BFS 飞船中看到了几丝航天飞机的影子。实际上,这是因为最新版 BFS 飞船的尾翼相较于前版作了放大并大小统一,而且 SpaceX 还将原本单独设计的着陆腿和尾翼进行了融合,不得不说整体安排更加合理。 

 

图丨新版 BFS 飞船不禁会使人联想到《丁丁历险记》中登月火箭(来源:Twitter)

 

同时,飞船还有了一些其他的变化,例如在头部增加了一个类似飞机鸭翼式的结构;舱门的位置也有变动;原本的“4 台真空版+2 台海平面版”猛禽发动机组合统一型号,数量也增加到了 7 台。 

 

图丨新版BFR火箭全长118米,可将100吨以上的载荷送上近地轨道,BFS飞船完全可重复使用  (来源:SpaceX)


图丨新版BFS飞船全长55米,内部空间高达1000立方米,甚至赶超一些空间站(来源:SpaceX)


图丨新版BFS飞船尾部,马斯克声称,“它的着落方式将是史诗级的,会让人联想到外星人降临”(来源:SpaceX)


图丨BFR的主结构,满满的机械味(来源:SpaceX)


图丨月球之旅路线图(来源:SpaceX)


为去月球,SpaceX 做了哪些准备? 

 

实际上,根据 SpaceX 在 2017 年初规划、本要在今年实施的双人绕月之旅方案采纳的是“龙飞船+重型猎鹰火箭”的方案,但这一次却直接跳过,使用本来为登陆火星准备的 BFR 火箭,由此也可见马斯克此前宣称“公司将集中精力到 BFR 项目上”、“BFR 将或取代所有猎鹰系列火箭”的说法并非虚言。而此次私人奔月之旅,除了是 SpaceX 公司又一成功的广告之外,是不是也预示着马斯克已经彻底押宝在 BFR 身上,个中细节值得玩味。

 

那么,既然 BFR 是这趟飞行当之无愧的主角,那么它的进展究竟到什么程度了?自从在 2016 国际宇航大会上提出行星际运输系统(Interplanetary Transport System,ITS)那个十分抢人人眼球方案后,SpaceX 那种“火星殖民先驱”的形象就被树立了起来。

 

图丨马斯克在 2017 年的国际宇航大会上演讲(来源:SpaceX


不过,仅仅过了一年,在 2017 年的国际宇航大会上,马斯克就宣布将 ITS 的各项参数作了较大幅度的下调,并将方案改称为 BFR。同时,为了能够进一步地将 BFR 这个概念描绘的足够精彩,马斯克还提出可以将这款超级火箭用作地球跨洲际旅行的最佳交通工具的想法,甚至还一度传出消息,美国空军也有意向动用这款火箭实施跨洲兵力投送。

 

图丨BFR可以在1小时内抵达全球(来源:SpaceX


目前,虽然 SpaceX 公司官方对这个项目还没有一个十分详尽的介绍,不过,我们还是可以通过公司的一系列举动来从中略知一二。去年 12 月,SpaceX 在洛杉矶的港口搭建了一个白色的巨大“帐篷”,占地约有 1858 平方米,造价 50 万美元。之后不久,马斯克就透露 SpaceX 的工程师正在这个“帐篷”里建造 BFR 超级火箭。

 

图丨BFR的临时工厂(来源:Reddit)


根据了解,这个项目的周期大约在 18—24 个月期间,也就是说,第一枚 BFR 火箭和 BFS 飞船很有可能会在 2019 年面世。而二者建造好之后,SpaceX 公司将用驳船把它们经巴拿马运河运送至得克萨斯州海岸,然后在 SpaceX 位于得州的测试场进行悬停试验。但需要注意的是,SpaceX 的 COO Shotwell 已经将悬停试验的时间向后推迟了大约半年,至 2019 年末,而谁都无法保证,进度不会继续顺延。

 

与此同时,SpaceX 公司还在洛杉矶港建造了规模更大的 BFR 专属工厂,面积是现有的临时帐篷设施的 10 倍。预计投产之后,BFR 也将会像现有的猎鹰系列一样,迈上小规模批量化生产之路。

 

图丨SpaceX 的 COO Gwynne Shotwell(来源:SpaceX


那么,作为肩负着前往月球和火星使命的 BFR 火箭和 BFS 飞船,它们究竟需要经过怎样的设计和建造才可以熬过在太空中长至数月的飞行、经受住太空中的恶劣环境,同时为乘客们提供十分安全的防护?答案很有可能就在 BFR 建造的材料之中。

 

根据马斯克的介绍,整个飞船将会采用由先进碳纤维复合材料制成。该材料由许多边缘细微但超强的碳线组成,这些纤维经常被编织成一种织物,然后被固定在像胶水一样的粘性环氧树脂中。当飞船在返回地球过程中表面温度升高时,环氧树脂会在纤维周围硬化成一种超韧树脂,在这种情况下,纤维整体力量大于其各部分的总和。许多碳纤维复合材料可以以不到五分之一的用料做到钢材的性能标准。

 

图丨BFR的碳纤维储箱(来源:Reddit)


虽然被描绘得这么好,但用碳纤维复合材料来建造巨大的飞船结构也并非一件易事,人类至今建造过的最大的飞行器就是波音公司的 787 客机,以重量计算的话,其超过一半以上都是复合材料。但 BFR 的难度显然更高。

 

在今年 4 月份,马斯克在其 Instagram 账户上分享了一张巨大金属圆筒的照片,还在场景中停放了一辆特斯拉 Model 3 汽车进行示意对比。这个长约 12 米、直径 9 米的物体其实就是 SpaceX 公司在制作 BFR 火箭和 BFS 飞船的碳纤维复合材料燃料储箱过程中所需要用到的工具。

 

图丨马斯克Twitter中的工具(来源:Twitter)


不过,对会在太空中飞行的宇宙飞船来说,选择碳纤维复合材料并不意味着万事大吉,其仍有几个面临的难题值得注意。

 

首先,环氧树脂在室温下会慢慢固化。根据美国联邦航空管理局(FAA)的规定,每种环氧树脂具有不同的固化速率,但 SpaceX 选择的这种大约在四周后就会变得无法使用,这意味着他们只有一个月的时间来迅速修建完飞船的主体部分。

 

其次,碳纤维复合材料也并不能很好地用于盛纳超冷或低温液体。但尴尬的是,BFR 的推进剂就是液氧甲烷组合,而要保持液态,甲烷必须保持在-162 摄氏度以下,氧气必须在-183 摄氏度以下。

 

最后,如果碳纤维材料没有正确固化,那么难以察觉的裂痕缺陷就会给任务平添潜在的隐患。

 

图丨BFR的猛禽发动机使用液氧甲烷推进剂(来源:SpaceX)


为了做到万无一失,碳纤维复合材料必须尽可能地挤压出气泡。同时,SpaceX 需要非常仔细地做好检查工作,用超声波扫描仪扫描每一个部分。哪怕是在地球上,碳纤维的修复也是十分麻烦的,更遑论远在千里万里之外的太空,所以,无论多么仔细都不为过。

 

更不要说,马斯克对于 BFR 寄予了太多希望,预计投入的建造和测试资金就将会高达 40—50 亿美元以上,马斯克此次在现场透露的数字是在 20—100亿美元之间,随着工程的推进,这一数字还有可能会继续增加。

 

马斯克构想中的火星“乌托邦” 


既然马斯克对于火星是这么的情有独钟,那么他理想中的“火星基地”究竟何时会到来呢?根据马斯克在 2017 年国际宇航大会上的介绍的时间表,他承诺会在 2022 年之前实现至少两次货船火星登陆,2024 年实现货运+载人登陆。2 艘载人飞船将第一批人送上火星,2 艘货船负责运送补给品,以此为基础逐步建立火星殖民地。

 

图丨火星基地(来源:SpaceX)


其具体的飞行过程是,首先 BFR 火箭会将一艘 BFS 飞船送上太空,然后火箭返回地面,将另一艘装满燃料的飞船再次发送至轨道与 BFS 会和。待补给完成之后,BFS 就将开始为期数月的奔火之旅,将第一批冒险者送上火星。按照这个方案执行多次,火星上第一个人类城市就可以展露雏形。

 

如果考虑到返回地球的需求,人类必须要能够在火星上生产推进剂,不过这也并非什么天方夜谭。因为火星大气中含有二氧化碳,同时也有固态水被发现,那么就可以利用萨巴捷反应(Sabatier Process)来催化制造出甲烷(CH4)和氧气(O2)。

 

图丨前往火星流程图(来源:SpaceX)


随着到达的飞船越来越多,火星也将会被越来越多的加以改造,使之更适合于人类的生存环境。而地球与火星二者之间的联系也将越来越密切,不出意外的话,那种定期的“火星航班”也将投入应用。但不管前景如何,第一批登上火星的人无疑会是最为重要的,毕竟他们肩负着生产者和建造者的身份,所有的基础设施都要依靠他们从零开始做起。

 

在前不久于加州举办的第 21 届 Mars Society 大会上,SpaceX 首席火星工程师 Paul Wooster 也带来了火星项目的新的进展,他表示,SpaceX 公司已经在很认真的研究首批飞船抵达火星的着陆点。

 

同时,Wooster 还提到,第一批的乘客可能会面临稍稍艰难的条件——只能暂时居住在 BFS 飞船内,而且还得不到片刻休息,需要立马开始干活。

 

图丨火星基地(来源:SpaceX)


不过,与创业维艰形成鲜明对比的是,SpaceX 似乎总是对火星基地拥有前景无限的想象。他们不仅要在火星上建造类似南极科考站的小型基地,还要将这个前哨站发展为可以容纳上百万甚至更多人的一座宏伟的城市。

 

而在一次采访之中,SpaceX 公司的 COO Shotwell 则表示出了更大的野心,她讲到,“我比我的老板(指马斯克)想的更远,我认为我们的视野不能仅仅局限于火星,SapceX 还可以将人类带向土卫六、海王星乃至太阳系外……”

 

人类究竟追求一个怎样的未来?

 

火星殖民、星辰大海……看似美好,实则有待多多琢磨。在早先于美国得克萨斯州举办的一场“西南偏南”(SXSW)科技文化节上,马斯克曾罕见地透露了他期待中火星社会是以怎样的方式运作的。“直接民主而非现在很多国家运行的代议制民主将会是这个社会最好的运行规则。”

 

这个想法一出,还是引起了不小的关注。毕竟看到“直接民主”这个词,DT 君脑海中首先浮现的是古希腊诸城邦的历史画卷。在现代世界中,偏隅阿尔卑斯山中的瑞士或许算得上是直接民主的最直观验证。

 

图丨古希腊遗迹——帕特农神庙(来源:Wikipedia)


从马斯克的表述来看,他推崇更为直接简单的制度,虽然对美国建国一代的国父们所开创的“代议制民主”有多加褒奖,但却希望“火星人们”以一人一票、直接投票的方式解决问题。

 

除此之外,火星“新大陆”开辟之后,“火星法”也要尽可能的简短,为的就是使人们可以在投票之前轻松地阅读和理解这本——社会说明书。“冗长的法律条文毫无意义,那只会滋生更多的犹豫和裹足不前,错误的法律也要及时废止,以防遗患无穷”。

 

图丨制宪会议上的美国国父们(来源:Wikipedia)


或许,我们可以理解为这可能是马斯克对现在美国社会运行机制心存不满,妄图在火星这个新天地里来一场翻天覆地般的大革新。但这也给我们敲响了一个警钟,那就是,我们究竟该以什么样的面貌来建设新的世界。

 

在大多数人的眼里,只要脱离出地球,那么人类历史过往的经验就很那再对我们有什么可借鉴的指导。但在 DT 君看来,地球孕育生命耗费了几亿年,人类文明从萌芽到看似茁壮也不过仅仅数千个岁月而已,我们一边呼喊着人定胜天,改造自然的口号,却不得不顺从造物主设定好的游戏规则。

 

即便有朝一日,人类文明的火种播撒遍太阳系内的各个角落,但人之为人的本性不会变,我们所拥有的真善美、假恶丑也都不会变。智慧、善良、贪婪、自私这些标签无法被彻底地从每一个人的身上撕下。

 


人类社会的兴衰治乱,史不绝书。不论是荷马口中的古希腊 300 年黑暗时代、纵横亚欧大陆的蒙古铁骑弯刀下的亿万生灵,还是北美大陆空前绝后的人种替换与文明更迭,崛起与衰落,伴随着杀伐征战、野蛮与暴行。心怀理想的马斯克希望通过他自己的力量为人类保存下“文明的种子”,以防他认为即将发生的世界大战毁灭一切。

 

这种备份是否必要?也许是,但更重要的是难道不是我们日三省吾身,扪心自问怎样才能以最大的可能杜绝这场空前惨剧的到来?康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的那句“走出地球”的名言被太多追求星辰大海的人奉为圭臬,但他老人家的原本之意或许是,“地球是我们的摇篮,我们一定会走出摇篮;但地球也是我们永远的家园,这里是我们先辈的归葬之地,是我们出发的起点,无论走多远,记得不忘初心,要回来看看。”


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