黄金时代

导读:

文比较长,花了三个晚上加两次打工坐公交的时间翻译完了。

包含了大量很有价值的图片和第一手数据,感谢原作者Tim Urban。

担心文太长的话可以直接看下面的概述。大部分你们的疑问都提供了答案。

SpaceX官方已经正式公布了它的究极火箭(Big Fucking Rocket)本文作者Tim Urban与SpaceX创始人Elon Musk数周前进行了一次相关谈话,并撰写了这篇文章。

关于火箭,Tim这样形容到:

火箭体型如同摩天大楼,

可以一次性运载300人前往火星。

同时,在八年后第一批乘客

将会为这人类首次火星之旅拉开帷幕。

就在9月27日,Elon Musk登上2016年国际宇航大会的讲台,公布了他们正在制造的究极火箭的第一手情报。

几个月前,当SpaceX首次宣布了将在九月下旬公开情报时,我意识到自己正如在2015年可以不受限地和Elon还有他的公司进行合作一样(产物是一部分为四篇的深度报导博文),这次也能优先和他们工作。因此我联系他们,询问能否提前了解这个究极火箭并写一篇相关的推文。

他们同意了。太棒了。

没多久,我就接到电话,与Elon讨论起这个火箭、相关的时间安排以及它所属的一个伟大规划。与往常一样我们这样开始了这场谈话。

然后我就提到了火箭的事。

最后,我们开始了一场精彩的对话, 内容与SpaceX正在建设的这架惊人的机器以及将会因它而起的事情有关。

以下整个故事背景的概述。

概述

要理解究极火箭之所以作用重大,就要明白这句话:

SpaceX正通过在火星上建设一个

可独立运行的、能容纳一百万人口的居住地

而使人类转变为星际居民成为可能。

**为何要让人类**能在多个行星上生活?**

两个原因:

1,有趣而激动人心。

2,把鸡蛋都放在一个篮子里不是明智的做法。

人类如今都居住在地球上,要是发生了什么天灾人祸,大家就都玩完了。这就好比把你的宝贝照片全放在一个不太可靠的硬盘里。你要是遇到这种情况,也会在另一个硬盘里把照片备份。意思就是这样,Elon把它称之为“人类生命保险”。

为什么选择火星?

金星太差了。温度极高、大气压太高、风也太大。

月球自然资源太少,每个月有28天是极昼,没有大气层导致昼夜温差极大。

水星同理。

木星、土星、天王星、海王星也许能住人,但是它们相比火星而言又冷又黑,所以排除掉。

冥王星更远更冷,别跟我提冥王星。

最后只剩下火星了。火星是不太好,要是地球上有块地方环境像火星一样,肯定没有人愿意去。但矮子里面拔高个,比起其他选择,火星可算是鹤立鸡群。比起地球,它不至于太冷太黑,也不太远。每天和地球几乎一样长,非常适合我们的生物钟以及来自地球的蔬菜的生长。火星表面重力不大也不小,是地球的三分之一。一定含量的固态水和二氧化碳对于人类早期适应期及大规模移居改造时期非常重要。考虑完这些条件,我们其实是非常幸运的——在其他恒星系很可能就找不到这样的选项。**

为什么是一百万人?

因为Elon认为要使火星居住地能够达到“独立运转”的条件,所需人口临界点的大致数目就是这么多——他把能独立运转定义为“即使地球的飞船再也不来了,殖民地最终也不会灭绝——这需要殖民地拥有大规模的工业基础,还要比地球上的更坚实地多。”

换句话说,要是硬盘2得有硬盘1才能工作的话,你的照片能算是备份了么。硬盘2必须得在硬盘1坏了以后也能运行才行。

名叫地球的硬盘可能因很多原因坏掉——被流星撞击、被人工智能消灭、被川普杀掉,或者是ISIS发明了什么生化武器之类的——Elon也对某种不太戏剧性的可能性提出了警告:万一人类再也不能发射太空飞船了呢?

还有其他的原因可以让人类再也不能从地球发射太空飞船——也许是三战,也许是地球彻底被宗教统治,也许是人类文明慢慢走向衰落。

古埃及人曾经能够建造金字塔,后来却失去了建造技术,再后来连象形文字都读不懂了,直到发现罗赛塔石碑(解释古埃及象形文字的重要文物)。罗马也一样,他们有过自来水和先进的引水渠,但全都遗失了。中国有过世界上规模最庞大的船队,曾远洋航行至非洲。但明朝皇帝却认为无用并把所有图纸付之一炬。

所以你看,你不知道以后会怎样会发生什么。而要跨过这些门槛,关键在于要有足够的人口和大量的生活资料来让一切都可以独立运行。

总而言之,不能再等了。

那好,你倒是说说怎么把一百万人送去火星啊?

这一百万人还是有的。

说起来挺简单。如果我们认同地球上既有去往火星的意愿,也能负担费用的人口有一百万,未来在火星上想必就会有一百万人生活。

难点在于图里的蓝圈部分。关于这个:

美国国会咨询过NASA。把五个人一次性送往火星的成本是一人100亿美元。Elon认为蓝圈如此之大就是因为这个原因。需要把成本控制在现有耗费的1/20,000才行,也就是一个人50万美元。

1/20,000

以汽车产业做类比,这就像是在说“一辆本田要2万美元,为了扩大产业,我们得把每辆车的价格降到1美元。”

这是在做梦吗?

这不是在做梦:

假设航班的航行方式是起飞、前往目的地。但飞机不是在那里降落,而是让乘客们打开降落伞落到地上,飞机则直接冲进海里。那么每架飞机就只飞一次。新的航班就得再建一架新飞机才行。

这样的话,一张机票票价就是150万美元。

太空航行之所以现在如此昂贵的原因就是因为火箭落地后就像飞机冲进海里一样坏掉了(要不就是在空中焚毁了)。

Elon创立SpaceX之初就决定要解决这个问题。之前从未有人成功过——包括像美国和俄罗斯这样花费数十亿去研究的大国。但SpaceX一年年把问题慢慢解决了,在屡败屡战许多次后,终于在2015年下半年做到了。然后他们一次次重复试验中也都成功了。

不久后,首架已经发射并着陆过的猎鹰9号火箭在飞行测试后将执行一项新的任务:正式让SpaceX的火箭“可重复使用”。

用重复使用的火箭进行一场太空航行,你只需要支付推进(燃料和液氧)的费用以及维护费。这样,太空航行的价格就下降到了原本的1/100甚至1/1000。

现在还剩下上一步之后的成本的19/20或199/200需要砍掉。一部分可以通过SpaceX将来一次性搭载100个甚至更多人去火星来达到。还有的可以利用一些简单发明来达成,例如让飞船在轨时添加推进物(降低5-10x),在火星上建设推进装置从而让你不必自己负担回程的推进费用(又降低了5-10x)。其他的方法还有的是。

票价一下子就能降到每张50万美元了,也许还能更低(Elon认为最终能降到每人10万美元)。可能你现在还没意识到这一点,但SpaceX的这些发明实实在在地引起了一次太空航行成本的革命——打开了一扇我们现在无法想象已经开启的大门。当这场革命逐渐发展到一定程度时,SpaceX把一百万人送上火星的野望就确确实实可以得到实现。

我们将可以前往火星。而且就在这个星期,SpaceX就向我们展示了能把我们带往那里的奇妙装置。

火箭

“太不可思议了,这一切让我心潮澎湃,要知道我每周都在见证着它的成长。”

Elon表现地十分激动。如果你也了解他正在建设的这座究极火箭,你就知道为什么了。

我们先来梳理一下目前面临的挑战。人们都说太空航行太难了。直至今日也只有极少数人去过太空,只有极少数国家有能力向太空发射物体,而且人类的太空航行历史里满满的都是发射失败的案例。想要一点都不出错地把超级沉重、超级脆弱、装满易爆液体的物件送上太空,难度简直是不可思议。

而且我们说起人类登空时,其实多数时候是指进入近地轨道,距离地表只有100到1200英里——一般来说,他们都是去往再往上仅仅250英里的国际空间站。人类唯一一次突破是在1960年代,几个美国人飞越25万英里终于成功登上月球。

即使地球和火星彼此已经是距离最近的行星了,两者的距离也在3400万至6000万英里之间——这是地月距离的大概200倍以及地球与国际空间站距离的20万倍。

而月球,只有1光秒那么远而已。

火星的距离却有3光分。

多么遥不可及。

Elon喜欢把地火之旅比作从英国穿越大西洋到达美国。在这样的尺度下,去往月球就像是才穿过英吉利海峡(而去国际空间站就是才登上甲板后离开海岸117英尺而已)。以此类推,Elon表示:“到达近地轨道甚至月球也只是小渔船在海边捕鱼。而殖民火星传送系统要走的距离是它的1000倍。”

火箭只搭载极少数人类或者一个卫星去往近地轨道也许是值得的——但要是想去火星,想要获得更大的成果。那你就必须携带质量更大的物品,才能走的更远。对于运力因素可能造成的问题,Elon声称“火星传送系统比现在世界上在用的发射系统的容量大100万倍。不这样不行。”

这套系统还得极其先进。Elon表示,“它不但规模巨大,效率也需要很高。现在对于火箭总有一种错误的‘小而精’或‘大而笨’的二元论,但人们说的那种‘傻大个’加速器没用。你得有一个庞大而先进的推进器才行。如果想来一场火星殖民,你别无选择——必须努力把传送系统建造地规模巨大且相当可靠。”

要做的就是这个——

建造一座容量百万倍于现今最先进火箭的火箭,

同时还得可靠、智能。

SpaceX正在努力。来吧,见证这座究极火箭的诞生。

从图上较难感受这座火箭之大,所以咱们来做个对比:

连观众席都被占据了才勉强能放在一个橄榄球场里。

再放一张对比图:

这就如同一座摩天大楼。或是如Elon所说那样,迄今以来世界最大的飞行器。

在昨天的大会上,Elon表示这并非初版的外观设计,也不是某些艺术家所设想的模样——这就是它未来的样子,这就是SpaceX正在建造的东西。

不太妙的是,SpaceX在给它起名时遇到了问题——先是叫做火星殖民传送器,然后改名为星际传送系统(因为它能飞越火星),在昨天的大会上Elon又告诉大家他们至今还没有想好具体的名字,但是搭载乘客前往火星的飞船也许会被称作金心号——说来说去还是没名字。

所以我才——除非了解到新情报——把它按照Elon有次提到的那样把它称之为究极火箭(Big Fucking Rocket/BFR)。

究极火箭太他么大了,400英尺高度相当于40层的高楼。底部直径达到40英尺,可以放下一座校车。他的质量和推进力是土星五号(阿波罗计划中所用)这个庞然大物的三倍以上,是人类有史以来建造地最大的火箭。

下面来和其他一系列火箭做个尺寸对比:

如果再对比一下各个火箭前往近地轨道的运力(人或货物),差距会被进一步拉大。

作为对比,SpaceX的猎鹰9号火箭可以承担4吨载荷去往火星,而猎鹰重型火箭——目前最强力的火箭——可以携带13吨载荷去火星。Elon相信究极火箭初期可以负担数百吨的载荷并在最后可以提高到1000吨。这项计划看起来如此荒谬——毕竟猎鹰重型火箭也只是究极火箭运力的百分之一多一点——让人一时间很难接受。

现在要清楚一件事情——究极火箭是由两个部分组成的:

究极飞船,以及在下方的究极推进器。

究极推进器

先来说说推进器。这个有25层楼高的推进器被Elon称之为“十足的猛兽”。从尺寸来看,他是迄今最大的推进器,从推力来看更是如此。

在过去的SpaceX系列推文中,我曾经说起过猎鹰9号的9个梅林发动机,每个的性能都足以把40辆汽车推到天上——也就是说猎鹰9号的发动机群可以推起360辆车,而有些27个梅林发动机的猎鹰重型火箭可以把1000辆车推进至穿过云层。

究极推进器安装了另一种发动机:猛禽发动机。

猛禽发动机看起来有点像梅林发动机,但有一个关键之处不同——通过连续增压,SpaceX让猛禽发动机取得了梅林发动机三倍以上的性能。

一个猛禽发动机具备310吨的推力——相当于172辆车,或是一整架波音747飞机。这就是猛禽发动机的实力。

这样的发动机,在究极推进器上安装了一共42个。

累计下来,推力达到闻所未闻的13,033吨,足以把7000辆车或是50架大型飞机推入太空。

究极太空飞船

还有一个就是飞船——SpaceX称之为星际飞船,我则更乐意继续把它叫做究极飞船这个有趣的名号。

究极飞船矗立在究极推进器上,看起来酷毙了。两者组合起来就是我所说的究极火箭。究极火箭将会把人和货物送往火星。它也能在火星上独自进行发射,把想回到地球的人带回家。

究极飞船总共有16层楼高,最宽处直径55英尺。飞船初期将会承载100名乘客,以及初期重达数百吨并在后期增至1000吨的货物。Elon坚信到后期可以把载人数提高到200甚至300人以上。

安装上9个猛禽发动机以后,整个火箭的推力超过现在的任何火箭——包括明年的猎鹰重型火箭。在第二阶段,货运飞船能加装更多发动机以提供远超第一阶段飞船的推力。

这是内部截面图:

我问Elon在飞船内驾驶是种什么样的体验,他回答我:“你将在很小的重力下乘坐一艘大飞船,我想会非常有意思。你可以四处晃悠。”

这想法不错。

嗯,好吧,现在我坐在这玩意儿里面了。一个零重力的客船里面,

会有这样的视野:

如果你要去火星的话,以下是整个流程:

1,上船。

究极火箭是在佛罗里达州Cape Canaveral的39A区起飞,和阿波罗飞船宇航员走的是同一个地方。那个地方因为当时不知道发射时需要用到多大的火箭,建设地特别大。当你到那里时,前往发射塔,穿过大桥进入究极飞船。

2,起飞。

坐好后,火箭发射了。数分钟后第一段推进器脱离并返回地面。你所在的飞船继续前进,进入地球轨道。

3,在轨添加燃料。

地表着陆后,究极推进器带着一个新的究极飞船——这个新的里面装满了推进用燃料(液氧和甲烷)。新火箭再次起飞并在轨道上与乘客所在飞船对接,将推进物注入后者。这就像是两个武林高手在传送内力一样。

直到你所在飞船被注满之前,这个过程会重复多次。之所以这么做是为了降低航行成本及时间。人们会以为全程要花半年或六个月,实际上三个月就够了。

4,前往火星。

极低重力下的三个月欢乐时光下,你开始厌烦了飞船上的其他乘客。旅途中飞船使用太阳能供能的冷冻天然气推进器来提供导航:

5,进入火星大气圈。

然后你就身处这块隔热的玩意儿的里面。

6,火星着陆。

方式和上文里一级推进器着陆地球的一样。

7,在火星生活并开始开天辟地的工作。

如果是处于火星殖民早期的话,你可能要帮助建设初期的工业基础。之后做什么都有可能——研究,建立企业,或者去冒险。

8,在火星上生产推进物。

这是在火星早期要扎下根的关键产业。推进物包含液氧和甲烷,都很容易从环境中大量的冰和二氧化碳(火星大气的主要气体)获得。人类通过生产的推进物来装填从地球来的飞船,为它的返程做好准备。如果从地球运送返程所需的推进物的话,成本相当可怕。

9,留下来或者回到地球。

要是回来的话,你就要搭乘上一班来到火星的飞船。

10,在地球垂直着陆。

如同在火星时一样,飞船需要走完整个维护流程给两年后再次前往火星坐好准备。

11,变成一个和人交流时不谈起在火星时的经历就要死的八婆。

任务完成

整个复杂的流程总结如下:

这就是有关于究极火箭的一切以及它的工作原理。

最后我们来说说这一切会怎样展现在世人面前。

规划

回到现实里来。

我们如何才能实现从

“一架火箭也许在五年后做好发射准备”

“我们在火星上正着手建立一个百万人口的跨星际居住区”?

需要1万次航班。

Elon认为要达到1百万人需要从地球发送1万次飞船。

为什么会是1万次?虽然绝大多数次航班的乘客数量都是至少100人,随着时间推移这个数目还会增加——但有人去就有人回到地球。每一架究极飞船的底部都将是一个巨大的货运舱。Elon认为为了维持百万人口的殖民地能逐渐独立运行,需要飞船运载至少1000万吨的货品,如果SpaceX能使飞船的运货载重如他们期望那样达到1000吨的话,就需要次数达到10000出头的航班去往火星。

那么这10000次航班什么时候启程呢?

知道火星大冲吗?地球的公转轨道小于火星,因此地球绕太阳公转速度更快——导致每过26个月地球和火星的距离最小。这个时候就叫做火星大冲,正是地火传送的最佳时机。

我们当前距离火星相当近,因为上一次大冲的时间是2016年5月22日。所以你要是像我一样变成“擦那颗星星好亮让我把自己的星象指南APP拿出来查一查究竟是哪颗星然后跟所有人说出自己的经历但是却没人在意因为大家都是烂人”的人的话,你就知道在夏季,火星在夜空中是非常明亮瞩目的。一年以后,火星将会在太阳的另一边,我们在夜空中就看不到了。

2016年的火星大冲情形很特殊,因为这是最后一次没人关注的冲日了。

为什么这么说?因为从下一次2018年7月开始,SpaceX将在每一次大冲时往火星发射物体,到时这会成为无可置疑的大新闻。如果一切进展顺利的话,下面是具体的规划表:

2018年7月:

发射载有货物的龙号太空飞行器(猎鹰9号尺寸相当)去往火星

2022年10月:

发送载有更多货物的多架龙号太空飞行器。

2025年1月:

首架载人究极飞船去往火星

重新读一遍最后一句话。

2025年1月:首架载人究极飞船去往火星。

看到了吗?如果计划跟得上变化,八年后火星上的第一人就能着陆。

而现在却无人在讨论这件事情。

但他们以后会的。随着一架架龙号太空飞行器开始它们的火星之旅,一场滔天巨浪将会掀起,并在2022年究极飞船终于发射并向火星进发及着陆时达到高潮。所有人都会热烈讨论这个话题。

在第一批究极飞船宇航员公布以后,话题将逐渐升温。所有人都明白如果中途发生什么问题他们全体都会阵亡。他们会因自己的英勇而被世人仰慕。然后,在2024年,他们开始三个月太空航行的消息将会成为家喻户晓的首页新闻。当他们落地时,每个地球人都在关注。一如1961年发生过的那样。

这就是如今正在进行的大事。

Elon不喜欢有人向他询问有关第一次航行和第一个登上火星的人之类的问题。他说这和把人放在一个脆弱的保护层里进行星际旅行无关,并指出“人类登月固然振奋人心——但我们有月球基地吗?”因此,把人类送上火星重要的是在上面真正建立一个完整的、独立运行的居住地。

所以,我当然对2025年的到来感到激动。想必到时候一定会非常有意思。

无论如何,下一个地火相遇的时间窗口在2027年。这次如果一切就绪的话,多个究极飞船就将搭乘比2025年时多得多的乘客前往火星。而在2025年发射的究极飞船——太空版的五月花号——将携着第一批火星志愿者的一部分回家。他们将以国际英雄的身份接受数之不尽的荣耀,那艘传奇般的飞船将会进入太空博物馆安享晚年。

与此同时,我们都在紧紧盯着电视关注着第二批究极飞船集群到达火星,接手第一批人到达后展开的繁重工作。早期殖民者往往任务艰巨——这一次更是如此。他们不仅是完全白手起家,还要长期居住在一个没穿宇航服就不能踏出基地一步的环境下,记忆里的所有事物现在都化作天边的蓝色小点。

也许这很困难,但付出是值得的。Elon表示:“你可以在24小时内去往地球上任何地方,这颗星球上再也没有物理限制了,太空成为新的疆界。对未知世界的探索将会吸引每一个人。”

在2029年4月,SpaceX将发射一个搭载了更多乘客、更多货物、规模更大的飞船集群。这时它所受的关注度已经减少。到了2029年,我们很可能已经接受了火星有人居住以及每26个月就有双向的移民群体来往火星和地球的观点。

不断成长的火星殖民地将会吸引那些沉醉于15和16世纪大航海历史中的冒险家们去往火星。当我问到小规模的殖民地如何扩张和进化时,Elon说道:“把火星殖民地视为一个从受精卵开始成长、分化的有机体——就像是詹姆斯敦成为英国殖民美洲的第一批基地并诞生今日的美国那样,在火星的居住地也是这样——火星会成为更新的新世界。

2031,2033和2035年的火星大冲将陆续带走更多人去往这个新新世界。到那时,这个初出茅庐的火星城市将会成为我们生命的一部分。我们在微博上跟随关注的记者们的脚步了解那里的最新情报。我们都会被火星上的首次真实秀吸引。一些人会想在衰老前去往火星。

到2050年,火星上将有超过10万人口。你的儿女工作的企业也许就在火星有分部,他们和要去那里出差52个月的同事说声再见。他告诉你不想去那里,因为他不愿意让才读九年级的女儿离开她熟悉的生活和朋友。但他也说孩子正在参加一个从17到23岁的人里选人去火星的项目来拿到一张城市规划的学位证。即使你知道那并没有什么,你也会担心,因为你回忆起了去往火星时充满风险的岁月。而且万一她决定不回来了呢?

到2065年时,曾经的火星殖民已成往事。以前的移民只能通过不多的飞船搭载仅仅100人来到火星,而等待他们的是艰苦的工业建设。

在这一年,每一次的火星大冲都有超过1000艘搭载超过500名乘客和数千吨货物的飞船启航。每隔两年就有超过50万人去往火星,同时因为移民容量随着更多的飞船去往火星而增加,只有低于5万人会返回地球。这个时候,去往火星的全程只用30天时间,花费也只需6万美元(2016年汇率)——大多数人只需要支付票价就够了(火星城市不断地建设和扩招,对劳动力需求很旺盛)。

很多人都记得与SpaceX密不可分的早期火星殖民时光——经SpaceX和货运客户打下基础,人们服从内心的欲望和雄心壮志前往火星开拓。而到那个时候,众多企业将在地火之间来往,成千上万的公司把发展机遇压在火星。而来往的条件就像现在我们乘坐飞机、巴士一样——支付票价就行了。

再过10年后,不断地移民让火星人口在2074年时已经达到100万以上。在那天,世界各地将会举办各式各样的小型庆祝活动。但绝大多数人却早已习以为常。

以上我所写的每一句话都是基于我和Elon在电话里交流的内容。一些数字由他直接告诉我——比如文章最后一段来自他所说的“移民开始后基本50年内火星人口有望达到100万人”。另一些则是我根据从他那里听到的内容所做的扩展和预测。这些全部都是基于实际情况所撰写的,或者至少是基于Elon给出的第一手资料。对于听起来像是预言或规划的事物他总是十分谨慎,“如果进展顺利这一切就有可能做到。但世事无常,你没办法知道中途会出什么差错。”他强调“并不是说SpaceX对一切都尽在掌握之中——我们要做的是让你们相信这是有可能实现的。”对于可能会出的问题,他已经指出了一部分(比如三战),他最担忧的是如果自己英年早逝的话,SpaceX也许会被想要从公司身上榨取利润的人占有,再不会坚持着走在火星移民的单行道上。

不过,要是SpaceX能把计划成功启动的话,Elon认为这就不再只是一桩大生意了,对整个人类族群都将是一个飞跃。他解释道:

这个大饼不只是给地球硬盘备份,还要把人类改造为一个在星际间生存发展的物种。而要如此,就必须建设一个常规的地火货运系统。在星际贸易的推动下,提高太空传送技术的动力就会源源不绝的到来,事态在这时就能提高到新的层次。

我现在叙述的一切似乎太过疯狂,但当我们最终真的成为一个跨星际物种时,就会明白它其实是一个伟大规划的一部分。看看欧洲的货运技术,如果货船只需要跨过地中海,它所使用的技术就不会让它能跨过大西洋。所以说,商界往往都是短视的。没有推动力的话,技术的提升就不会太高——英国工业革命时代你也能使用1500年前古罗马的造船技术来穿过地中海。但若是必须穿过大西洋,技术就会在需求的推动下极度提升。

SpaceX人相信一旦人类登陆火星,太阳系的其他地方也将会触手可及。正因如此,在关于究极火箭的演示图里不只有火星,

还有木星

土星

众多卫星

他们在为一个每个人都能去往辽阔的太阳系内任何地方的时代做着规划——

一个崭新的探险家的黄金时代,

无边无际的未知领域等待着他们。

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