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高昂的成本

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:高昂的成本是比火星上空气缺乏、辐射严重、水源不明确等环境阻碍还要关键的难题。马斯克设想,如果他能够使火星的旅行成本降到人们可以承受的水平,并且有足够多的人愿意来一次火星之旅,那么太空探索技术公司也许能够通过50万美元的单程票价赚些钱。8万只是马斯克设想中的一次火星飞行的乘客数量。大量的“火星移民者号”将会在地球轨道上集结,马斯克称之为“舰队”。

如果没人能找到比较经济的方式从地球到达火星,人类在火星上定居也将无法实现。尽管埃隆·马斯克看见了人类在火星上建立基地的可能性,但如果不能解决成本问题,这一切都没有意义。高昂的成本是比火星上空气缺乏、辐射严重、水源不明确等环境阻碍还要关键的难题。

2012年年底,马斯克在伦敦向英国皇家航空学院(Royal Aeronautical Society)做了一次演讲,主题是火箭科学技术。在演讲中,他重点阐述了冯·布劳恩在1952年提出的可重复使用的火箭的构想,火箭的可重复利用即使算不上人类实现火星生存的决定性因素,也将是极大改写太空旅行成本现状的关键。

马斯克注意到,发射一枚“猎鹰9号”火箭的总成本是6 000万美元,其中只有0.3%是燃料成本,因此他说:“如果‘猎鹰9号’火箭可以重复使用上千次,那么单次的飞行成本就可以从6 000万美元降到6万美元。这显然将是一个巨大的变化。”尽管“猎鹰9号”还无法承担哪怕只有一个宇航员的火星旅行任务,马斯克却借此说明了火箭的可重复利用将会对成本产生的不可思议的影响。而这种影响,在被运用到能够帮助人类实现建立火星社会理想的巨型火箭时,效果还会成倍放大。

如果火箭的可重复使用性不能实现,马斯克说:“那我们可能承受不起火星旅行的高昂成本,因为这是将全年国内生产总值的100%还是0.5%投入其中的差别。”“我想大多数人应该都会同意,即使他们自己不一定有登上火星的打算,花费国内生产总值的0.5%~0.75%的成本来建立一个可持续的火星社会是值得的。这就像是为人类的共同命运买了一份保险,而保费似乎也很公道。并且即使你没有亲自参与其中,这也会是一个可以观看的有趣冒险。就像人类登上月球时一样,尽管只有几个人真正实现了登月,但在某种意义上,我们通过实况转播等手段都间接到达了那里。我想大多数人都会认为这是一件好事。当人们回顾过去,总结20世纪人类曾取得的重大进步,登陆月球毫无疑问将会排在名单的前列。我认为登陆火星同样也有着它的价值,尽管不是所有人都会去往火星。”

在演讲之后的提问环节里,马斯克有些时候的谈话视角更像是一个成功航空公司的首席执行官,而不是多级火箭开发公司的首席执行官。马斯克设想,如果他能够使火星的旅行成本降到人们可以承受的水平,并且有足够多的人愿意来一次火星之旅,那么太空探索技术公司也许能够通过50万美元的单程票价赚些钱。最近马斯克还表示:“单程票价有希望被降低到50万美元以下,虽然可能也不会低得太多。”

马斯克设想中的典型火星移民是那些年龄在40多岁的中产阶级,拥有大约价值50万美元的房子。他们也许是厌倦了自己的工作并决定卖掉地球上的一切,从太空探索技术公司换取一张门票,剩下的钱将用来投资一个小生意。

在伦敦演讲的观众问答环节中,马斯克说:

“在火星上建立基地无疑需要花费一大笔钱。至少,需要先打下基础。我们可以称这笔钱为火星基地的激活成本。这种成本同样出现在英国殖民地建立过程中。为了使一切运作起来,他们在一开始也花费了巨额成本。你可能不太会愿意成为詹姆斯敦(英国在美国的第一个定居点)开拓者的一员,因为那并不是一件容易的事,在之后的经济繁荣到来之前,前几批开拓者们耗费了巨大的努力才将这一切的基础建立起来。在火星开发过程中,这笔投资也同样是不可避免的,我们也需要为此筹措资金。而一旦火星与地球之间实现规律的通航,就需要将人们去往火星的旅行成本降低到50万美元以下,因为只有这样才会有足够的人来购买船票——卖掉地球上的一切并移居火星。这是基于合理的商业规律来判断的。实际上也不需要有太多的人移居火星,全球人口已经达到了70亿,到21世纪末可能会增长至80亿。与此同时,全球的财富也会增长,所以我认为,哪怕一万人甚至是10万人中有一个人愿意移居火星就已经足够了。”

根据马斯克在演讲结束时的估算——如果每10万人中有一个人选择成为火星探索的先驱,就意味着火星移民数量可能会达到8万人,相当于地球上一个小型城市的总人口。这看起来似乎是一个太过乐观的估计,但在回答观众的另一个提问时,马斯克说道:“未来是十分难以预测的。就像你在人类飞行事业刚刚起步的时候问他们未来的市场前景,预测一定错得离谱,而且很大可能是远远低估了市场潜力。即便是最乐观的人,在一项研究的开始阶段所做的预测,在后来看起来都是非常保守的。”

实际上,在马斯克的想象中,火星城市的居民将远远不止8万人。8万只是马斯克设想中的一次火星飞行的乘客数量。在一次采访中,马斯克对我说:“我们不会设计只能运送几个人的火箭系统。我们所建造的是‘火星移民者’传输系统,一旦实现,我们就将能够在火星建立一个可以自我维持和发展的火星移民社会。这是一项浩大的工程,第一代系统我们希望在2030年前完成。在2030~2050年间,我们将会有10次轨道同步机会,这意味着可能在20年后,火星上就会有四五万名地球移民。”

马斯克说他设想中的“火星移民者号”(Mars Colonizer)火箭将只有两级:“火箭的第一级为助推部分,发挥摆脱地球重力的作用;第二级是宇宙飞船,是火箭的上面部分与载人航天器的结合。”在“猎鹰9号”火箭的设计中,火箭的第二级和宇宙飞船是分开的,而在“火星移民者号”上,这两部分将被结合起来。第一级的助推器会把火星移民者火箭送入地球轨道,然后由第二级完成剩下的航程。在地球轨道中,会有燃料补给飞船将火箭的助推剂补充至满荷。

大量的“火星移民者号”将会在地球轨道上集结,马斯克称之为“舰队”。他知道,“要在火星建立一块殖民地,需要同时发射很多艘飞船以运送移民和物资。每两年才会有一个最佳发射时机,因此整个舰队需要在1~2天启航。”

第一次旅行将只有1~2艘飞船,马斯克说:“但逐渐会有成百上千的飞船参与飞行任务。要建立一个拥有上百万人口的殖民地,大量的飞船是必需的。需要运送的首批移民有8万人,但发射时机每两年才会有一次,因此需要大量的飞船进行集中运送。”

马斯克对于将火星移民计划与英国在新大陆上建立殖民地进行类比乐此不疲。“火星之于人类就像美洲大陆之于当时的英国殖民者,”马斯克说,“首批到达美洲大陆的英国船只有多少?只有一艘。然后我们快进到两百年之后的今天,有多少来自英国的船只开往美国?有成千上万艘。人类对于火星的征服也会与此类似。美洲大陆对于英国移民来说蕴藏着希望,正如火星也是人类未来的希望一样。”

马斯克相信最终可能有上百万甚至上千万的人想要登陆火星,而类似“火星一号”组织的火星移民招募计划收到踊跃的报名,也表明马斯克的判断是正确的。但马斯克并不打算做太多花哨的空头许诺。“重要的并不是我打算做什么,而是那些要去火星的人想要什么。”马斯克说,“我并不清楚人们想要过去做什么,不知道到时候会是一种什么样的状态,也不能想象太空探索技术公司届时会是一个什么样的角色。”但他同时也补充道:“我们研发的这套系统能够将那些想去的人送上火星。在2050年之前的每一次地球与火星轨道相会的时刻,可能都会有上万人被送往火星。”

但为了保险起见,在大批勇敢的先驱们被送往火星之前,我们还是会派一些探险家先一步进行登陆。

马斯克以外的许多人的火星登陆计划都认为,人类在进行火星登陆以及停留探索之前,有两项事前准备必须先行落实:一是找到合适的降落及居住地点;二是提前向火星运送人类生存所需的物资。在理想的情况下,物资会先于人类到达火星,并由机器人先行建立和维护人类要在其中生活的驻地。

“火星一号”组织的火星登陆计划就考虑使用类似的方式,货物飞船将包含了人类驻地组件的物资先于飞行员送达火星,然后由火星探测器将其组装好。货物飞船安全降落火星的技术已经具备;然后利用机械或机器人技术将降落火星的物资集中到一起,再将航天舱和可充气附属装置进行重新组装。虽然工序繁多,但也并非不可完成。然而按照“火星一号”组织的进度,要在2025年之前实现这些设想,看起来并不乐观。

“火星一号”计划将打算使用太空探索技术公司的“龙二”宇宙飞船,“龙二”宇宙飞船计划将于2017年开始在地球和国际空间站之间运送宇航员。另外,该计划还将用到太空探索技术公司的重型“猎鹰”火箭。经过多年的发展,重型“猎鹰”火箭是基于太空探索技术公司的常规火箭“猎鹰9号”,在载重能力方面有重大提升的组合型运载火箭,拥有2个“猎鹰9号”火箭的第一级(起飞级)。重型“猎鹰”火箭的低地球轨道载重量设计是“猎鹰9号”火箭的4倍,拥有2吨推进力,是目前世界上最强大的火箭(尽管它的载重能力仅为当初冯·布劳恩为阿波罗登月计划设计的“土星5号”火箭的一半)。太空探索技术公司在几年以前就开始为重型“猎鹰”火箭签下客户订单了,但试飞计划一再被推迟。美国宇航局在2011年的一份被称为“红色猛龙”(Red Dragon)的提案中,计划使用一架重型“猎鹰”火箭和“天龙号”宇宙飞船进行一次低成本的火星探索试航,但提案一直没有被最终敲定。

按照“火星一号”组织在其官网上公布的时间表,他们计划将在2022年向火星发射货物飞船,然后从2024年开始,每两年向火星发射一次载人宇宙飞船。在该组织网站首页的图片上,6个像“天龙号”飞船航天舱一样的舱体由管道互相连结,整齐地摆列在火星上。这幅画面所展示的,正是像火星协会创始人罗伯特·组布林一样的火星狂热者们多年来孤注一掷所追求的。这样的计划在很大程度上需要依靠与太空探索技术公司的密切合作。“火星一号”组织表示已经拜访过太空探索技术公司,并且收到了一份合作的意向书。但“火星一号”和太空探索技术公司之间尚未签署任何正式的合作协议,而且马斯克对于重型“猎鹰”火箭是否会被用于火星登陆计划也还没有明确表态。他曾表示:‘火星移民者号’火箭的推进力是重型‘猎鹰’火箭的3倍,是‘土星5号’火箭的两倍。”于此同时,不论是重型“猎鹰”火箭还是“天龙号”宇宙飞船,都有很多比“火星一号”组织要重要得多的客户。截至2014年年中,“火星一号”组织共筹集到了60万美元的捐款,这笔款项尚不足以支付利用一个常规的“猎鹰9号”火箭将一艘“天龙号”飞船送入地球轨道所花费用的1%。“火星一号”组织也向想成为宇航员的申请者们收取一定费用,可以再筹集到几百万美元;另外,他们还尝试通过出售转播权来筹款。这是一个不错的想法,因为通往火星的全程直播无疑会成为有史以来最受欢迎的电视真人秀。尽管“火星一号”尝试通过各种方式筹集资金,但距离其首席执行官巴斯·朗斯多普所预估的60亿美元费用依然还有很远的距离。

到目前为止,“火星一号”组织看起来是那种积极地想要登陆火星但并没有将资金真正投入的一群人。其他组织的情况也类似。

相反,尽管埃隆·马斯克在一开始提出要将人类送上火星的计划时,也没有披露计划细节,并且他关于会有上百万火星移民的设想比以往所有描绘都更加不着边际,但人们相信他可以真正实现。因为他已经实现过将看起来不可能的变为可能。第一次是他参与共同创办的特斯拉汽车公司彻底改革了已有110年历史的汽车产业。在特斯拉创办的初期,很多人都抱着嘲讽的态度,认为电动汽车进入主流还需要至少50年时间。但就在特斯拉推出Model S车型仅仅两年之后,据估算,已经有7万辆车上路。特斯拉的车主们可以放心地开着他们的车横穿美国东、西海岸或穿行整个海岸线,因为可以在174个特斯拉充电站(根据特斯拉汽车公司统计)获得免费“燃料”。如果在自家的屋顶上装上太阳能电池板,那么他们的特斯拉汽车在源头上就变成了由太阳能驱动的汽车。越来越多的大型商场和停车场开始为电动汽车配备充电站,其中很多都是免费提供。特斯拉汽车的大受欢迎,没有给它的竞争对手任何反应时间,并且马斯克已经开始换代升级生产速度,计划在2020年前将年产量提升到50万辆。福特、丰田和通用汽车等汽车集团也纷纷开始了电动汽车的研发,而在这些竞争对手们追上来之前,特斯拉就会推出面向大众市场、价格相对便宜的电动汽车车型。可能要不了10年的时间,内燃机引擎就会成为一个将汽油转换成热量而非前进动力的机器,成为一个奇怪的老古董。而现在,马斯克又在进行另一场颠覆,由他带领的太空探索技术公司正在彻底改变人类进入太空的方式。

受到马斯克大胆的计划以及美国宇航局计划使用“猎户座”飞船实现载人火星登陆任务的激励,每个航天大国都加入到了这场征服火星的竞赛中来。2016年,欧洲航天局与俄罗斯联邦航天局将联手发射一颗火星轨道飞行器。(这算不上是什么大事,因为这并非欧洲航天局的首次火星探测计划,早在2003年,欧洲航天局就发射了“火星快车号”探测卫星。)这颗轨道飞行器的主要任务是探测火星大气中的痕量气体——那些在大气中占比小于1%的微量成分。欧洲航天局和俄罗斯航天局还计划于2018年在火星上登陆一个探测器。俄罗斯国内也在研讨建造一个可与美国宇航局的发射系统相匹敌的巨型火箭,确保在2030年之前实现载人火星登陆。于此同时,中国也发布了火星探测计划,将在2020年前后发射一个与其所研发的月球车类似的火星探测器。

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