“狂人”计划:2025年送人上火星
2017-09-03
“狂人”计划:2025年送人上火星
“技术狂人”埃隆·马斯克的登陆火星计划从2018年开始实施,大概每26个月执行一次发射任务,争取最早在2025年前后实现火星移民。此后,人类将以火星为基地,继续向太阳系深空探索和扩张,实现真正的星际移民。
“技术狂人”埃隆·马斯克在去年9月的国际宇航大会上,公布了自己雄心勃勃的火星移民计划,由于缺乏细节而遭到许多人的质疑。而近日,马斯克在《新太空》期刊中发表文章,详细介绍了他的火星计划,及巨型火星运输飞船的早期设计,也就是他一直在构思的“星际运输系统”(ITS)。
核心技术“猛禽”发动机已点火试验
“星际运输系统”是包括大功率发动机、超级运载火箭和载人宇宙飞船在内的一整套星际运输保障体系,简单来说,这套系统通过大功率发动机驱动可回收的运载火箭,将载人飞船送到近地轨道,然后再通过发射补给舱为客运飞船补充能源,飞船在旅行过程中还可以通过太阳能电池供电,到达火星之后完成载人任务,再利用火星资源制造燃料,为飞船补充能源后返回,并可多次重复使用。根据马斯克提供的资料,超级火箭的重复利用次数是1000次,燃料补给舱的使用次数是100次,而飞船可利用12次,能够节省巨额成本。
而这套系统涉及到很多高精尖的技术及设备,主要包括可重复使用的运载火箭和载人飞船、位于地球和火星的火箭及飞船发射设施、近地轨道飞船补充燃料技术、零重力推进技术、火星基地燃料制造技术等。其技术的核心还是发动机、运载火箭和载人飞船。
在火星,科学家们发现了大量曾经存在过水的痕迹,不管从环境还是元素组成上,火星与地球十分相似,这意味着火星生物也是需要水的,有水,就有生命诞生的希望
就在马斯克在国际宇航大会上宣布“星际运输系统”之前,其核心技术之一的“猛禽”发动机已经进行了第一次点火试验,马斯克那次参会也是有备而去的,其余的工作都在快马加鞭向前推进之中。“猛禽”发动机是全流式燃烧发动机,以液氧和液态甲烷作为推进剂,功率强大,每台发动机在海平面的推进力可达3050千牛,发动机的重要参数之一的比冲量为334秒;发动机在真空中的推进力是3500千牛,比冲量是382秒,并且能够比普通的发动机节省20%至100%的额定推力。
“猛禽”发动机的强大性能为飞船的推进火箭提供了足够的动力,这也是该系统最核心的技术之一。
而火箭的有效荷载就是宇宙飞船,是整个系统的重中之重。船体由碳纤维做成,长49.5米,宽12米至17米,飞船结构主要包括四大部分,分别是发动机、油箱、载货舱和载客舱。飞船安装有9台发动机,其中有3台海平面型发动机和6台真空型“猛禽”发动机,飞船既要载货又要载人,并且一次就搭载100名宇航员,必须确保万无一失。而承载的货物是火星安居的必需建筑材料及设备,100名宇航员更是第一批移民火星的精英,所以马斯克也承认,这种飞船必须做得非常大才行。对于首次启航的宇宙飞船,主要载运货物,搭载的宇航员较少,随着火星基地的逐步建立,此后的飞船就以客运为主。
未来50至100年送百万人上火星?
虽然“星际运输系统”的核心技术已经在研发阶段,但是距离火星移民之路还很遥远。一直扬言在火星退休的马斯克也承认,要想真正在火星建立永久基地,并且移民百万,需要花费40年到100年的时间,那是三代人前赴后继的努力。如果按照每次发送100人至200人计算,飞船需要发射一万次,而航程平均需要80天至140天,并且最好在火星距离地球最近的时候发射,这样能减少旅行时间,节省费用。
马斯克希望,最终能建造至少1000艘飞船,未来50年至100年将100万人送到火星。成本方面,如果能达到规划中的重复利用率,每个人去火星只需花20万美元,而如果以现在的技术送人往返火星,至少要花100亿美元。如果一切顺利,十年后“星际运输系统”就可以启程远征火星了。
实际上,马斯克早已经等不及了,目前公司正在研制一台试验性的“龙”号非载人飞船,采用星际运输系统的技术,准备开启代号“红龙”的火星探测任务。该飞船预计在2018年5月发射,主要是为了验证星际运输系统采用的技术是否可行,为下一步登陆火星积累经验,扫清障碍。
登陆火星计划从2018年开始实施,大概每26个月执行一次发射任务,争取最早在2025年前后实现火星移民。此后,人类将以火星为基地,继续向太阳系深空探索和扩张,实现真正的星际移民。
当然,马斯克一向以“胆大、敢说、执行力强”而著称,他的这些计划到底能否兑现,还需要时间来进行验证。
科学家为何一定要移民火星?
日前,霍金就表示人类需要尽快在几百年内移民。目前来说最佳的移民地点是火星(太阳系中与地球最相似的行星,已发现水源),不过现在的技术还是达不到的。
不过人类应该未雨绸缪,尽快开展殖民外星的技术研究是必要的,这样才能逐步完善,因为这是个复杂而艰辛的过程,等到灾难来临,就为时已晚。在开始外星移民的时候,如果地球环境尚好,可能愿意去火星的富人很少,因为这个是需要冒险的,暂不说去了以后需要做大量工作,恶劣的气候以及未知的威胁无处不在,牺牲的可能是非常大的。
假若地球环境已经不适宜生存,那么可能去火星定居的“诺亚方舟”的船票就不好买到了。所以需要早点动手,尽早开展工作,以保障人类移民前火星能有适宜的环境,并且全部移民,让火星变成人类新的家园。
(《北京日报》2017.6.28等)