2023 年 4 月 17 日,SpaceX 原定將其大型深空火箭 Starship (星艦) 發射升空,發射地點為 SpaceX 位於德克薩斯州博卡奇卡的 “星際基地”。在發射前不足一分鐘內,美國太空探索技術公司宣布推遲發射,原因是超重型助推器的加壓系統出現問題。
對於未能成功發射“星艦”,SpaceX 創始人埃隆·馬斯克也在第一時間做出了輕描淡寫的回應。馬斯克說:“我今天學到了很多,現在我將卸下推進劑,過幾天再試一次。”
什麼是星艦飛船?
星艦飛船(StarShip)是美國太空探索技術公司(SpaceX)的下一代星際航空器,能夠一次性運送 100 人進行星際旅行,其短期目標是進行月球載人火箭發射和返回,長期目標是在火星上建立一個 100 萬人的城市,而星艦飛船將是往返地球和火星之間的運載工具。
星艦總高度約 120 米,由底部 70 米高、配備 33 台“猛禽”發動機的超重型推進器,和頂部 50 米高、為可重復利用的飛船船艙組成。它的可重復性,是星艦飛船區別於現代太空飛行器的重要特徵,這一方面可以顯著降低飛行成本,同時,也使得人類的星際旅行能力不再受限於飛行成本,從而極大地釋放了太空探索的能力。星艦飛船的首次軌道飛行測試之所以備受矚目,原因就在這裡,因為這件事本質上承載了人類的希望。
馬斯克曾表示,星艦飛船首次發射成本約 30 億美元(約港幣 235 億元),發射成功率僅為 50%。
根據 SpaceX 的設想,“星艦”是一種完全可重復使用的運輸系統,可以將太空人和貨物運送到地球軌道、月球、火星等地。據了解,自去年以來,SpaceX 一直在尋求首次將“星艦”發射到軌道。
馬斯克火星移民計劃邁向第一步
美國國家航空航天局已選擇“星艦”作為搭載美國太空人重返月球的交通工具,實現美國“阿提米絲 3 號”載人登月計劃。不過,相關研發進程幾經延遲,按照最新時間表,“星艦”最早可在 2025 年底將美國太空人送上月球。美國航天局計劃2024年11月運用其花了十幾年開發的重型火箭“太空發射系統”執行“阿提米絲 2 號”載人繞月飛行任務。 “星艦”比“太空發射系統”體形更大、動力更強。
SpaceX 公司 CEO 馬斯克曾表示,與專門用於載人登月的“土星五號”和“太空發射系統”不同,“星艦”憑借強大的運載能力和多用化設計,可執行“星鏈”衛星發射、向月球和火星運送太空人和設備,以及更富科幻色彩的外星殖民和太空礦業開發。馬斯克還宣稱,“星艦”的發射成本相當低,一旦相關試驗取得成功,將啟動規模化生產,以每年建造 100 艘的速度,打造 1000 艘“星艦”組成的太空艦隊,將 10 萬人和相關物資運送到火星,實現從 21 世紀 20 年代後期開始在火星殖民的夢想。
為何選擇火星,而非月球?
月球距離地球約 38 萬公里,而火星距離地球則約為 5400 萬公里,這意味著人類需要更長的旅行時間和更大的資源投入才能到達火星,這似乎與科學家尋找更接近地球的星球的初衷相矛盾。然而,火星卻是科學家們關注的熱點,因為相較於月球,火星擁有更多、更優質的資源,更適合人類居住。
適宜的大氣層
火星的大氣層比月球更加稠密,為人類提供了更好的保護和隔熱層,減少了對人類生存的危害。而月球則缺乏大氣層,面臨更加嚴峻的生存挑戰。
罕見的水資源
火星上存在水冰沉積,這為人類提供了重要的水資源。水可以用於飲用、種植以及發電等。而且,水的存在也暗示著火星上可能存在其他生命體,這對於人類來說具有重要的探索價值。
豐富的化學元素
火星擁有更多化學元素,如氧氣、氮氣和二氧化碳等,這些元素可以用於建立和維護人類居住環境。而在月球上,由於缺乏大氣層和水資源,建造和維護人類生存的基礎設施需要投入更多的資源。
類似地球的時間系統
火星和地球有著非常相似的時間系統,一天有 24 小時 39 分鐘,與地球的時間差別不大,這意味著人類可以很容易地適應並在火星上生活。月球上的一晝夜,相當於地球上的一個月(一個朔望月,約 29.5 天),而月球的一個白天相當於地球上約半個月(大約 14.76 天)。和地球的時差相差太大。
移居火星的難題
人類如果想要進行火星移民,首先要做的,就是對火星進行改造,畢竟如今的火星並不是宜居的星球,儘管它在 30 多億年前曾經擁有過一段宜居期,但是後來火星卻 “死掉”了,因此,人類需要通過一些辦法,將火星給重新“激活”。
而以下這兩個問題若沒有辦法解決,人類想要移民火星,難度將會十分巨大。
如何讓火星升溫
地球宜居的一個主要原因,是因為地球擁有著適宜的溫度,而這是火星不具備的。所以,我們需要讓火星的溫度升高,否則人類在火星上,只需要幾分鐘的時間就會被凍死了。
那麼該怎麼做呢?有研究者認為,人類應該通過在火星上建造化工廠,或者是通過一些太空鏡折射等辦法,讓火星表面的溫度迅速升高。
然而即使我們成功了,卻仍然需要面對另一個難題:如果讓火星的溫度可以保持?因為火星的大氣層非常稀薄,溫室氣體出現在火星上之後,需要在火星表面保存下來,模擬地球的大氣環境,否則,火星變暖後也無法保持。
此外,還有火星的氣壓問題,火星的氣壓僅有地球的 2%,這就讓人類如果想要在火星上自由自在生活下去,就好像地球一樣,我們還需要針對火星的情況,來模擬出一個適合火星基本情況的宜居環境。
如何讓火星擁有磁場
上文中我們提到過,大約 30 多億年前的火星,是曾經擁有過宜居期的,但是後來因為一些原因,導致火星的磁場消失了,這也讓火星走向死寂。
而磁場對於一顆星球的意義,就相當於是“保護傘”的角色,所以,人類如果想要生活在火星上,可以讓火星上沒有過強的太空輻射,就需要讓火星的磁場重新起到保護的作用,否則,即使火星被人類改造成了“第二地球”,它的宜居期仍然是暫時的。
星艦計劃的後續
“星艦”尚未起航之前,有客戶已經“下單”。日本億萬富翁前澤友作、美國億萬富翁賈里德·艾薩克曼等已經預訂了“星艦”的“船票”。前者預訂了“星艦”的繞月旅行,後者計劃與他人一同執行“星艦”首次飛行任務。
在實施“登火星”計劃之前,“星艦”將首先用於發射衛星,並執行載人登月任務。
4 月 20 日北京時間 21 時 33 分, SpaceX 的重型運載火箭“星艦”滿載著超過 4500 公噸推進劑從德克薩斯州起飛,但在升空 3 分鐘後爆炸了,航天器未能成功進入預定軌道。團隊將繼續審查數據並為下一次飛行測試努力。
對此,馬斯克表示,在“幾個月後進行下一次試射”。如果下一次試射成功,或將開啟人類星際移民的新紀元。