买一套房的钱就能送你上火星..Elon这个雄心勃勃的火星计划,有点猛!

话说,就在昨晚,SpaceX和特斯拉的CEO Elon Musk在2016国际宇航大会上,公布了他的新构想 —-

行星间星际运输系统

 

在他的这个构想里,他的这套系统,可以让人类变成可以跨星球的物种,迈出地球圈,登陆其他的星球。而这写星际运输目的地中最近的一个, 就是火星….

在他1个多小时的介绍里,他大致介绍了整套系统的情况,事儿君就来跟着他介绍一下….

“同志们好啊! ”

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“今天的发布会轮到我了….  今天主要就是想跟大家扯扯火星旅游的问题。 我希望告诉大家,这件事儿不是一个幻想,而是在我们这一代人的寿命范围内,能切切实实实现的事情… 只要你想… ”

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我们都知道,人类在地球上大概未来有两条路:

要么死都待在地球上…. 然后未来有一天,肯定会有一个类似恐龙灭绝一样的灭绝事件,轰的一声把人类干掉…

要么,成为一个跨星际的物种,在各个星球甚至星际间殖民…

比如这样...

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那么,我们星际殖民去去哪殖好呢?

我们先来看看太阳系

太阳旁边就是水星和金星,然后就是地球和火星…

后面的木星和土星都是气体行星去不了….

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然而水星离太阳太近太热去不了,金星的大气里都是硫酸也一般不可能上去… 唯一比较大的可能住人的地方,就只有火星或者木星的几个卫星了….

于是我们的第一个选择,自然是相对更近一些的火星…

【现状】

现在,去火星的现状是这样的.. 

因为还没有合适的计划…

即使花无限多的钱,也还去不了火星…..

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那么,在现在人类的技术范围内呢?

如果用现在行星探测的传统方法的话…

我们大概在勉强可以送一个人上去的地步…..

现在要把一个人送去火星,大概需要100亿美元….

在这样的情况下,火星移民好像不太现实…..

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那么,为了移民火星,我们要能做到怎样呢? 

我们需要把火星移民的费用,降到一个合理的范围内。

比如美国买一套房子的价格,大概20万美元 (130万人民币)

Elon相信,当去火星的价格降到这个区域范围内之后,很定有一小部分人会想去。 而地球上人那么多,就算只有一小部分人,有100万人足以,去那之后就可以足够支撑起一个独立维持的城市…

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于是,把去火星的花费降到20万美元,这就成了SpaceX的目标。

【技术难关】

为了能够把成本降下来,需要做到哪几点呢?

Elon表示,主要有这几点

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1   完全可以重复使用

2  可以在轨道中加注燃料

3  在火星上生产燃料

4  选择合适的燃料

接下来就一个一个的说

可复用性:

对于大规模殖民火星的行动来说,可复用性的最关键的。

我们举个例子,比如飞机。

一架波音737飞机,价格9亿美元。  能载180人。  如果飞机是一次性的话,那么每个旅客飞一次要50万美元。 显然,这对于我们来说是不可能承受的。

正因为飞机可以多次重复使用(重复飞行),这就是为什么,我们现在只要43美元就可以买到一张从洛杉矶飞到拉斯维加斯的机票。

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50万美元和43美元…  这就是一次性使用和多次重复使用的区别…..

可以在轨道中加注燃料:

这也是相当重要的一部分。  可以在轨道中补充燃料,那么初始发射的时候,就可以在第一次发射的时候少带很多的燃料,从而极大的减轻火箭的质量和成本。

举个例子,

同样的火星探测任务,如果不能在太空中补充燃料,燃料需要一次性带够的话。 那么我们需要一个完整的三级火箭,整个火箭的质量和成本,要大5-10倍。

如果能把在太空中补充燃料的技术研究完成,那么我们可以甚至可以多次的发射,来在太空补充燃料。 加上第一点可以重复使用的发射的话,这就可以极大降低整个计划的成本。

(火箭发射,货物的质量和发射所需燃料的质量都是呈指数级的,一次带够燃料发一个20吨的上去,不如一次只带一半发10吨,发2次要省得更多。 )

用什么燃料更好:

现在可以考虑的有这几种

煤油/液氧

液氢/液氧

液态甲烷/液氧

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煤油是现在常用的燃料… 但是因为煤油大多要从石油里提炼,火星上现在暂时不可能找到石油,也就不可能在火星上生产煤油.. 先PASS

液氢虽然能量密度高…  但是液氢的温度接近绝对零度,储存起来相当麻烦…  在太空中加注也基本很难… Pass..

最后,适合的选项,只有液态甲烷… 

另外一个关键的问题是,甲烷在火星上生产,没有什么技术难度!

怎么在火星上生产燃料?

目前发现,火星的两极冰盖里有冰,而整个火星大气里全都是二氧化碳….

有了水和二氧化碳,要生产甲烷还是简单的!

只要把水电解成氧气和氢气..

再通过Sabatier 反应,让氢气和二氧化碳反应,就可以生产出甲烷和水….

所以,最早的几艘船只要把一个小的生产甲烷的设施带过去… 就可以直接在火星上生产了。 技术上没有壁垒,剩下就是实际操作的问题了

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生产过程中电解水所需要的能源?

来一个巨大无比的太阳能电池阵就好了....

【火星旅游的整个过程是怎样的】

上船,

按照他的构想,最早的飞船要能送100人飞上火星。 未来大概一次能200人。

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一切准备就绪后,飞船发射!

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当飞船送上轨道后,跟第一级火箭分离…

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第一级火箭自动飞回发射场…  飞回去大概只要20分钟…

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在原来的发射场原地降落… (这个spacex现在已经实现了)

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发射架很快的将旁边已经准备好的燃料仓吊装到第一级火箭上….

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很快的进行第二次发射…

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最终,燃料仓和飞船在轨道上对接,给飞船加注燃料…

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最后,飞船飞往火星!

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在火星表面登陆….

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之后在火星上生产燃料,

生产完之后等待发射窗口之后再发射回来就OK~

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【这火箭长啥样?】

这火箭很大.

非常大.

如果跟一个人比的话,大概是这样.

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跟整个比的话.....

(看到下面人的那个小白点了么)

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整个火箭重1万吨….

它的运载能力,是目前为止推力最大的火箭土星五号(当年美国登月用的火箭)的4倍…  可以把550吨重的货物送上地球近地轨道…

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它主要分成大飞船和大火箭两个部分…

大火箭部分高77.5米,直径12米。 总质量7000吨…

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火箭的下面…

布置了42台火箭发动机…

从下面看的话,这42台发动机大概是这样的….

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Elon表示这种设计比较有富余.. 哪怕其中坏了几台发动机,他们依旧有足够的推力能够保证发射…..

这是大飞船的部分…

高49.5米… 直径最大17米,未来打算能一次运载100个人

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【整个计划的钱从哪来?】

Elon表示…

钱嘛…  大概有这几种…

1 铁裤衩..

2 发射卫星的利润

3 给国际空间站送货物的利润

4 众筹

5 各种利润…..

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好吧….

【真能实现么?】

看完上面的这些..

你也许会问, 这真的能实现么?? 还是只是脑洞?

恩..

Elon表示他对这个计划的信心来自SpaceX过去的经历..

2002年,他什么也不懂,带着一群人在一个空办公室里就这么创立了SpaceX

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2006年,他们就发射了他们的第一枚火箭 (虽然头几次都炸了)。

然而他带着他的团队,在接下来的几年里,之后接连取得了成功!

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至于这个计划,就好像之前,

当所有人都在觉得让火箭发射出去了再飞回来是天方夜谭时,

2015年… 他们实现了… 

 

现在,对于火星计划,他们也有自己的时间表。

预计在2019年前做整个的结构设计和火箭发动机设计。

2020年测试大火箭系统和轨道对接系统。

​在2022年发射第一艘测试飞船.. 如果一切顺利,第一批宇航员会在2年后的2024年发射升空,并在2025年到达火星。

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现在,

他们已经开始了这个火箭所需要的发动机的测试..

最近刚刚进行了第一次点火实验…

(一枚火箭上要装51台这样的发动机,大火箭上42台,大飞船上9台。 )

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他们也已经开始在测试一些其他的大型组件…

比如这个大飞船上的燃料箱……

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在他的计划里,

Elon表示,他已经有了足够完备的项目计划,就算他自己完成不了,他也要确保整个公司能在40-100年的时间里,建造1000艘飞船,最终把100万人送上火星,在火星上建立一个自给自足的殖民地…

总觉得,有生之年,我们这一代,能看到…

一个有梦想,还去努力实现梦想的人… 绝赞…

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https://www.youtube.com/watch?v=A1YxNYiyALg