疯子or天才？伊隆·马斯克和他的SpaceX

　　红龙计划的取消并不是因为太激进，而只是因为——这计划还太弱鸡了！马斯克实如今实则是把红龙计划的资源投在了更为接近实现和更为雄心壮志的计划上——Big Fucking Rocket！我真不是故意打脏话，还真就是那个F开头的单词。笔者思索了下怎么翻译得体，貌似翻译成大[哔——]巴火箭挺符合原意……好吧，为了不被和谐，下文都用简称：BFR。

 在BFR火箭跟前，目前地表最强的重型猎鹰火箭也如同一个孩子站在成年人面前一样。而图中的150吨的LEO运载力还是在可全面回收情况下的数据，比一次性的土星5号运载力还强。真不得不感叹：It's so f*cking big!

　　不得不说，看到BFR火箭的数据之时，如果你是个火箭迷可能都会被吓得想骂脏话——LEO近地轨道的运载能力达到恐怖的250吨！前面说过重型猎鹰的63吨已经是当今地表最强了、人类目前建造过最强火箭土星五号是135吨、猎鹰9号系列LEO运载力不到23吨、美国现役主流火箭宇宙神5号系列LEO运载力20吨左右、NASA目前最强火箭德尔塔4号不到29吨、中国最新研制成功的最大运载火箭长征5号的LEO运载力是25吨左右。而这大*巴火箭竟然要想达到破天荒的250吨，是除重型猎鹰外现役最大火箭的10倍左右！

 这种现在还只能存在于科幻电影中的超级行星际火箭，马斯克却打算在4年内把它造出来。实际上现在SpaceX已经在着手制造BFR的部件。

　　所以用变态来形容BFR真不为过。但BFR这么激进的设想，会不会又像红龙计划那样最终又是空头支票？但根据马斯克的说辞，红龙计划一直都是概念（Concept），而BFR目前已经迈入实践，甚至其部件已经开始生产制造。目前BFR已经在加紧制造并在未来4年内完成，如果计划顺利，那么可以赶在2022年发射窗口进行第一次火星任务，而2024年则可以开始载人火星任务。

 2022年无人飞船先行登陆火星、2024年载人飞船突破历史首次踏足火星。BFR火箭果真能完成马斯克的雄心壮志？

　　毕竟，如今SpaceX的重型猎鹰火箭已经达到超重型运载火箭SHLLV的基准，SpaceX可说已有前往火星的底气。下一步研制更大的BFR火箭并不是痴人说梦，和某些PPT造车失败后躲在国外外失踪的人不一样，马斯克看起来可是志在必得、可不是PPT造火箭。

　　拥有超重型运载火箭仅仅只是前往火星的基础，无论是重型猎鹰还是未来的BFR，没有合适的载具也等于是汽车空有一具发动机却没有底盘一样。开发合适的火星载人载具以及完善的火星任务计划，才是成功的关键。

　　首先是去火星有限的时机。大家都知道地球和火星都绕太阳公转，而将航天器或者特斯拉Roadster送上火星的MTO火星转移轨道（大部分采用的是霍曼转移轨道），实际上是利用地球自身公转的惯性追加一个速度，使得航天器进入一个高偏心率的椭圆轨道，并向预计火星将会公转过去的位置飞去。这需要的并不是地球和火星处于相对最近的距离，而是航天器飞抵MTO轨道与火星轨道重合的点时火星必须正好也在这个点上，这样才能用最少的能量尽可能快得抵达火星。也因此这样的时机是很有限的。

　　具体来说地球和火星正好处于这样的相对位置是每26个月、或2年又2个月才会出现一次，这就是大家经常能听到的所谓的“发射窗口”。一次发射窗口错过，就必须再等2年多，所以计划也得看地球和火星的相对位置。2018年1月正好是一个发射窗口，下一次就得到2020年、2022年、2024年，以此类推。

 因为地球和火星一直都在绕太阳公转，相对位置不断变化，适合用MTO将航天器送入火星的发射窗口每26个月才会出现一次。因此必须要有足够的耐心和时间才能一步步完成火星任务。

　　由于地球公转轨道和火星公转轨道也一直在变化，每一次发射窗口所需的能量和时间都有所不同，一般来说采用霍曼转移轨道大致需要260天，特殊时机下只要150天左右，总之都是一个漫长的时间。对无人航天器来说这问题不大，可对于载人航天器来说，宇航员要在如此漫长的时间屈身于只有几十吨的航天器中，忍受孤独、乏味以及可能发生的各种意外，这绝对比想象起来还困难。

　　其次到火星后如何返回——从火星地表重新脱离火星引力返回地球也是极为困难的，要知道我们需要上千吨的火箭才能脱离地球引力。即使火星引力较小，也需要数百吨的先进火箭才可能再度离开火星，可在荒芜的火星地表如何实现？这样的火箭以及火箭所需的燃料仅靠载人航天器一次性携带是很难的。

 BFR的2级火箭实际上就是一个太空飞船，具有一对可以在进入火星大气时减速的三角翼结构。搭载SpaceX最新的猛禽（Raptor）发动机，头部带舷窗的增压仓有825立方米空间，堪比A380主甲板，具有40个客舱。中部还有太阳风暴防护盾。可谓是设计相当周道的行星际飞船。

　　不过马斯克心里已经早有想法。一个有意义的载人火星任务，绝不能像60年前的阿波罗任务那样烧掉庞大资金后只为了让人在月球表面上留下脚印和采集几块石头就匆匆返回。人类如果要踏足火星，就必须要有在火星上生存的能力。SpaceX未来的火星计划，是让人类登陆火星后在那里建立殖民地，食物可以靠自己种植农作物自给自足，水可以从火星地下获取，最后这样的殖民地可以具备自己制造火箭最终的部分——燃料，从而制造出可以返回地球使用的火箭，最终完成完善的火星和地球之间的往来生态循环。

 马斯克要做的不是在火星上留下脚印，而是永驻那里。BFR降落火星后，将在那里建立可以自给自足的殖民地，不单是作物，连返回地球火箭所需的燃料都要在火星上制取。

　　总的来说这样的计划是有前瞻性和现实意义性。也是目前人类的技术力有可能实现的。当然这还需要大量技术和资金的累积，不知道是否有足够多的富豪愿意支付去火星的船票，而且可能在短期内还是单程票。当然，SpaceX的火星计划比之前几个小公司提出的骗钱计划还是现实得多，那才是真的PPT去火星。

 SpaceX将一步步在火星上建立起人类在地球以外的宇宙都市。这里有农田、工厂、光伏发电站。难怪马斯克在光伏技术上的投资也相当用力。

　　除了SpaceX，NASA也有新自己的火星计划，其全新的SLS（Space Launch System，太空发射系统）火箭最大LEO运载力为130吨，未来将计划在月球和火星建立永久基地。而虽与美国有差距但也是航天大国的中国，也在成功发射了长征5号重型火箭后开始着手研发更新一代的SHLLV超重型火箭长征9号系列，长征9号LEO运载力达到140吨、MTO运载力37吨，预计2028年实现首发，届时中国也将具备载人前往火星的能力。

 NASA计划中的SLS火箭（左侧）和中国宇航局未来的长征九号都是有能力将人类送上火星的SHLLV。右图是网友POCKN制作的SLS和长征九号的对比图。

　　对于全人类说，无论是谁先实现了火星载人任务，都将是一大创举。这里也希望大家不要心胸狭隘地去在乎这些梦想究竟可以由哪国人去实现，对于区区渺小的人类来说，谁去实现这个伟大的征程都是振奋人心的。不过平心而论，SpaceX在本世纪20年代实现的火星殖民计划可能略显超前，或多或少时间可能都会延后，毕竟这和当年超级大国争霸举国体制推动的阿波罗计划不能相提并论。但展望未来的20-30年，这个愿望很有可能会被实现，而在本世纪20年代，更有可能的是第一批无人载具的试验性任务。

　　我并不怀疑SpaceX有制造这种行星际火箭飞船BFR的能力，毕竟它有NASA技术加持、充足的人才储备和火箭制造经验。但问题是，特斯拉只是推出几款新车都要烧掉好多钱，火星殖民这种现在听起来还有点天方夜谭的事情得烧掉多少钱？而这些钱该从哪里来？马斯克这能找到足够多的想去火星、又得是超级土豪的客户？我相信“马爸爸”要去趟火星还是有钱的，但这么有钱的人有多少？而且他们都乐意去火星吗？

 BFR还可以完成空间站人员物资运输、卫星释放入轨、乃至月面基地建设等一系列太空任务。

　　还好马斯克也不是没想到这点，如果BFR只用来做火星殖民飞船，他自己多有钱都烧不起这项目啊。然而BFR的功能远超乎你的想象，它不只是一架火星飞船。它可以用来为执行与国际空间站的对接物质任务、也可以往来于月球之间。它甚至还有一个连波音空客乃至传统航空公司都有点焦虑的功能——旅客运输！没错！BFR可以变成一架高超音速空天飞机，在1小时内往来于地球上任意两点之间，纽约到上海只需半个小时，连协和号超音速客机都成了渣渣！

 这段SpaceX公布的概念视频展现了乘坐BFR火箭从纽约到上海仅需39分钟的全过程，科幻感十足。

　　尽管这样的超高速跨州旅行成本不低，但也许还是有足够多富豪愿意剩下购买私人飞机的钱去乘坐BFR，毕竟就算自己的私人飞机再舒服，十几二十小时的跨州飞行时间也是不好受的。BFR不单把旅行时间缩短到半小时，还能让你来一次太空之旅，体验远非以前的协和式客机可以比拟，也许还真会有很多土豪乐意搭乘BFR往来大洲间上班旅行。

 SpaceX甚至已经计划到BFR发展二来的ITS——Interplanetary Transport System，行星际运输系统。ITS甚至可以往返于木星和土星的卫星。图中展示的是土卫二恩克拉多斯（Enceladus）。

　　而未来根据BFR发展而来的更重型火箭飞船甚至能抵达比火星更为遥远的星球，比如被冰层包裹并可能存在冰下海洋的木卫二欧罗巴和土卫二恩克拉多斯。可见火星甚至都不是SpaceX的最终目标，而是茫茫宇宙的那片星辰大海。

　　不过上述这些，你是否都有一种在看科幻小说般天马行空的感觉。马斯克和他的SpaceX真能把这些科幻的事物在近未来内带入现实中吗？