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Hi，你知道火星天空是什麼顏色嗎？特斯拉創始人告訴你答案

【編者按】

他要送你下地——洛杉磯“地下城”已經籌備開挖。

他要送你上天，如果你坐去火星的飛船，去紐約隻要30分鍾。

矽穀“鋼鐵俠”、特斯拉創始人伊隆·馬斯克（Elon Musk）每一次發言都讓地球人顫抖。

9月27日，伊隆·馬斯克在國際宇航大會（IAC）上做了題為 “讓人類成為多星球物種”（Making Humans a Multiplanetary Species）的演講，大會上，馬斯克詳細介紹了殖民火星的關鍵技術，介紹了軌道補給燃料和可回收火箭的重要性。未來的宇宙飛船將是一個集客艙、中心存儲區、廚房、太陽風暴避難所和娛樂區於一體的舒適星際運載工具。

而浪漫的火星的天空與地球也是截然相反的，黃昏和黎明的天空是藍色的，火星的白天是紅色的。

馬斯克還宣布要在五年之內，發射第一顆登陸火星的火箭，並於2024年運送人類登陸火星，尋找最好的水源和建立燃料站。他指出，如果這些星際運輸工具運用在地球上，世界上的任何兩個城市之間，幾乎都可以在30分鍾內抵達。

那麼，建立一個太空基地或者太空城市又需要哪些必要的設施呢？請看演講全文:

大家好，今天我想談談如果我們想成為多星球生物，需要哪些關鍵技術。如果我們擁有太空文明，並成為多星球物種，那樣的生活一定會非常有趣，這可以讓我們早上有動力去睜開眼睛起床，去期盼和迎接這樣一個美好的世界。

這是我們對未來的信仰，相信未來一定會比過去好。

本次演講，我想告訴大家我們找到了負擔火星殖民計劃開銷的方法，去年，我們還在為這個問題絞盡腦汁，在想各種方法，但都不行，不過今天我們找到答案了。

那就是找一個相對小一點的運載工具（雖然仍很龐大），這個運載工具可以完成近地軌道上的所有活動，我們想要一個運載火箭和宇宙飛船來替代獵鷹九號火箭(Falcon 9)、獵鷹重型火箭 （Falcon heavy）和龍飛船（Dragon）。這樣，用於這些火箭和飛船的資源就可以全部集中用在這一套係統上了。

那我們在這個方麵，又取得了怎樣的成果呢？上一次我展示的，是一個非常巨大的儲存罐，有12米長，體積有1000立方米，壓縮體積要比空客380的壓縮體積大。我們發明了一種新的碳纖維材料，比任何材料都結實，耐高壓，可以儲存1200頓液氧。我們成功地在既定高壓下測試了這個材料，然後又一點點加壓，最終找到了破裂的臨界值，氣罐在升空300米之後，材料破裂，掉入了海洋，我們把殘骸撈出來研究，也搞清楚了做一個大型承載液氧的碳纖維儲存罐的關鍵技術。 這點對於減輕宇宙飛船的重量是十分重要的。

另一個關鍵點是發動機。我們需要一個極其高效率的發動機，勐禽發動機（SpaceX 公司 2009 年研發的新款巨型發動機）是世界上推力最大的引擎，我們已經對勐禽發動機進行了1200秒的測試。現在大家看到的是40秒的測試，是模擬火星著陸的引擎測試。測試引擎是在200個大氣壓下工作，飛行引擎大約是250個大氣壓，也許未來我們可以到300個大氣壓。

下一關鍵技術點是推進式著陸。為了成功在沒有大氣層，沒有跑道的月球或者大氣層很稀薄的火星著陸，我們需要完美的推進式著陸。我們已經成功降落了16次了。這16次試驗裏，我們並沒有加其他的多餘部件，獵鷹9號靠一個引擎著陸，而VFR著陸將靠多引擎的。如果單引擎都有這麼高的準確度，使用2個引擎著陸將更加安全，其安全性可以像普通的商用飛機一樣。

另外，火箭還可以非常精準在指定地點著陸，我們下一個版本甚至都不再需要支架，因為它們會精準返回到發射點。隨著時間的推進，我們的發射頻率也在提升。如果我們考慮在近地軌道填補燃料，或者準備在火星、月球上建立一個自給自足的生態係統，我們需要成千上萬的宇宙飛船，需要不斷給飛船供給燃料，這就意味著我們每天都要發射很多枚火箭。如今全世界一年大約才發射60次左右的火箭。明年，SpaceX計劃發射30次，這將近是全世界發射總量的一半。

下一個關鍵技術是自動對接技術。為了在近軌道補充燃料，飛船要能夠自動去空間站對接，這需要極其精準的推動力。我們的龍飛船1號在這方麵做得特別好，它可以在無人控製的情況下，精準對接空間站。不過龍飛船1號還要靠機械臂來對接空間站，明年發射的龍飛船2號將直接自動進入空間站，不需要任何人工操作。簡單說就是你隻需要按一個“開始”的按鍵，飛船便可精準入站。Dragon號也可以進一步完善我們的隔熱板技術。

流星之所以不能抵達地球，就是因為在到達地麵之前就已經全部融化了，除非因此我們的航天技術需要有非常高精的隔熱技術，可以承受極其高的溫度，我們也在不斷加強龍飛船在這方麵的能力。

我相信大家很多人是在近幾年才聽到SpaceX這個名字的，獵鷹9號或者龍飛船最近進入公眾的視野。其實，我們是從獵鷹1號開始的。剛開始的時候，我們幾個創始人甚至沒有一個人懂得如何做火箭，我之所以成為總工程師和設計師，不是因為我想做這樣的工作，而是我們根本招不到合適的人。在這方麵技術好的，都不會加入我們。在起初的三次發射，我們都失敗了，還好第四次發射成功了，那是我們僅剩的錢。否則的話，我們就不會有SpaceX了，幸運站在了我們這邊，我們成功了。

其實今天，是我們這次成功發射的九周年紀念日，直到今天早上我才知道，所以今天是令人激動的一天。

獵鷹1號 是非常小的火箭，我們當時一直在問什麼才是最有意義帶入太空的物件，我們想半噸左右的物件應該差不多，這也是一顆微小衛星的重量，我們就是這樣定了獵鷹1號的尺寸。但是與獵鷹9號相比，1號的尺寸實在是太小了，尤其是載重能力方麵，9號的載重能力是1號的30多倍。而且9號的助推器是可回收的，這是火箭最昂貴的部分。

我們最終希望獵鷹9號，百分之七八十的部分可以最終被回收利用。今年年底，我們計劃發射獵鷹重型火箭，聽起來好像就是在獵鷹9號基礎上加了兩個助推器，應該很簡單，實際上不是的。幾乎所有的部分都需要重新設計來滿足多餘的負荷。獵鷹重型是一款遠比我們想像還要先進的新式運載工具，當然也花費了我們很多的時間來設計。現在，助推器的測試已經完成了。我們開始認真生產我們的BFR了。大家可以看到，BFR的有效載荷遠大於其他火箭，它可以將150噸貨物送上近地軌道，大約是獵鷹重型運載量的30多倍，它最大的優點是成本低。

首先，讓我們看看BFR到底有多大。主要部分的直徑有9米，31個勐禽引擎可以產生5400噸的助推力，將4400噸的運載工具送上太空。飛船本身長48米，幹質量85噸，更精確說是75噸，可以存儲1100噸燃料，火箭返回時可裝150噸燃料以及50噸貨物，BFR就像是獵鷹9號和龍飛船的結合體。如這幅圖裏顯示的，這部分由位於後部的發動機，中部的燃料箱，以及前部超級大的搭載艙三部分組成。其中搭載艙有八層樓那麼高，可以放下整個獵鷹1號火箭。與我上次給大家展示的圖片相比，新的係統尾部添加了三角翼，這是為了拓展BFR宇宙飛船空間任務。

根據飛船所處的不同情況：起飛抑或著陸，進入星球的大氣層稀疏程度以及飛船上運載物的重量，要通過調整尾部的三角翼來平衡這些因素。三角翼包含了一個間距和滾轉控製的分裂襟翼，可以通過控製傾斜角度，來平衡大氣層的厚度和載重不同帶來的變化。我們本來嚐試著去除這個三角翼的，後來意識到這部分對於保障火箭在不同星球上自由著落是必不可少的。

我們來看下艙位的細節：貨倉有825立方米的壓縮體積，比空客380的壓縮體積大得多，所以BFR火箭真的可以搭載很多的貨物。在火星航行中，有可能你要在飛船上待3-6個月，人們也許不僅僅想要一個座位，可能還想要一間小客艙，BFR裏有40間客艙，擠一擠每間客艙可以容納5-6個人，不過通常情況下，每間客艙裏坐2-3個人。這樣算的話，每一次發射都可以運送100多個人去火星上。飛船裏還有一個中心存儲區，一個廚房，太陽風暴避難所和一個娛樂區。

下麵，我們來看看運載火箭的主要區域，中心燃料供應區，存儲液態甲烷和液態氧。當甲烷和氧氣的溫度低於液化的臨界溫度時，氣體的密度會急劇增加，可能增加10-12%，這對於壓縮燃料的體積來說，非常關鍵。我們準備儲存240噸液態甲烷和860噸液氧。火箭回收的時候，方向可能會急劇變化，你不能僅僅讓燃料在主燃料罐裏燃燒，上位艙（header tank）也需要燃料，來進行精準定位。

飛船的發動機裝置由4部勐禽引擎和2部低空引擎組成，具有高膨脹比的發動機具有相對較小的靈活度，兩個引擎有較高的靈活度。你可以通過兩個中心引擎的任何一個來著陸。著陸的時候我們當然希望兩個引擎都工作，但是如果其中一個出現了故障，運載器仍然可以安全著陸。我們要將風險盡量降到0。

關於補充燃料，兩部分在尾部對接，我們使用與助推器鏈接相同的接口，這樣接口就可以被重複利用，使傳輸燃料變得非常簡單，通過複樣推進器來傳輸。

下麵，我們來看看不同火箭的運載能力。最左邊的是獵鷹1號，可運送0.5噸貨物；然後升級到了BFR，可運載150噸，這個運載能力已經超過波音757了，而且還可重複利用；最重要的是發射成本，這個順序就完全倒過來了，BFR的成本是最低的。這聽起來也許很不可思議，其實飛機也是同樣的道理。一架小的單引擎螺旋槳飛機，大約要150萬到200萬美元；從加州開往澳大利亞一個來回大約需要50萬美元；即使這樣，單引擎螺旋槳飛機都不一定能成功飛到澳大利亞。而如果我們用可重複使用的一架大飛機，比如波音747，其花費卻是一架小的單引擎飛機的三分之一。你不僅要建造這個飛機，還要給它補充燃料。所以，如果一架火箭隻能用一次的話，成本真的是極高的。可回收的重複利用技術真的很關鍵。

還沒有人談過軌道填充的重要價值。如果我們隻是把BFR送入太空，不做任何燃料補給，你可以把150噸貨物送上軌道，然後就再也沒有燃料去任何其他的地方了。但是如果我們能夠把燃料罐送入太空，給宇宙飛船補滿燃料，則可以把這150噸貨物送上火星。

如果這燃料罐可以被重複使用，那我們隻需要支付燃料的錢就可以了，而液態甲烷和液氧的成本又極低，這就回到了最初的問題，我們如何負擔星際運輸的開銷。

如果我們把所有的技術集合在一個係統上，那麼所有的重要的資源（比如給獵鷹的，給龍飛船的）就可以被應用到一個係統上，很多客戶是保守的，他們要看到BFR成功發射幾次之後，才會願意去支持這個計劃。所以我們打算提前發布獵鷹9號和龍飛船的股票，那這批用戶就可以去購買這些股票，但是我們會把所有募集來的資源傾注到BFR裏，我們從發射衛星和為空間站服務所得的盈利應該可以支付這筆開銷。

談到衛星，一個9米直徑的運載器，對新的衛星也是一個極大的推動。這意味著我們可以往近地軌道上運送幾乎接近9米直徑的物體。舉個例子，如果我們想做一個新的哈勃望遠鏡，我們可以往太空運送麵積是當今哈勃望遠鏡10倍的鏡子，而且不需要折疊任何部分。我們還可以運送一些小的衛星上太空，也可以繞太空將舊的衛星或者太空垃圾回收，SpaceX希望將來在這方麵多做些貢獻。

這樣的運載器可以讓我們發射更大尺寸的衛星，或者一次性發射更多枚衛星上太空。這個運載器也可以被當做空間站來使用，它除了能夠完成龍飛船運送貨物和宇航員的任務，還可以完成很多其他的工作。

根據我們的計算，如果我們做一個高橢圓停靠軌道，保持飛船在高橢圓軌道運行，就可以自由穿梭於地球、月球之間，而不需要繼續在月球上補充燃料，這樣我們就可以建月球基地了。

我們現在已經是2017年了，我們早該有個月球基地了，到底是怎麼了？（觀眾鼓掌）火星也是我們多星球任務的考慮範圍，所以我們開始了登陸火星的計劃，這就需要火箭在滿是岩石和塵土的星球表麵著陸，這個技術關鍵和我剛才講到的技術是一樣的，把宇宙飛船送入近地軌道，重新填充燃料，然後火箭就可以抵達火星了，對於火星運輸，我們需要在火星上補充燃料。

而火星上有充足的二氧化碳大氣層和冰，有了二氧化碳和水，我們就可以製造甲烷和氧氣了，人們老問既然你有電動汽車，為什麼在自己的火箭上還要用燃料呢？我也希望有，不過目前還沒有辦法生產電動火箭。將來，我們可以通過太陽能來從大氣層中提取二氧化碳，將其與水一起反應來生產甲烷和氧氣。那我們在火星上所做的這些，也可以在地球上進行。這就是如何在火星和地球之間運輸貨物，與月球不同的是，我們需要在火星上建造一個燃料站，以便給火箭補給燃料，讓其返回地球。由於火星沒有地球這樣大的引力，我們不需要助推器，飛船自己就可以回到地球，返航時最大的承重應該在20-50噸之間。

我們已經開始搭建這個係統了，已經購買了生產主要燃料存儲罐的工具，相關設備也在製造中，明年的第二個季度就開始搭建第一艘飛船，也就是說6-9個月之後，我們開始建造第一艘飛船。我很有信心五年之內發射我們的第一艘飛船，五年對我來說已經很長了。

所以我們要在2022年發射登陸火星的飛船，地球和火星的軌道大約每兩年同步一次，所以每兩年我們就會有一次發射的好時機。2024年我們準備發射四艘飛船，其中兩艘運送貨物，兩艘運送人類，我們的第一個目標是尋找最好的水源，第二個任務就是建立燃料站。當我們發射6艘飛船上火星的時候，我們就可以運送足夠多的材料去建造燃料站，一個燃料站需要有大量的太陽能板，尋找和提純水的工具，從大氣層中提取二氧化碳的工具，以及生產和儲存甲烷和氧氣的技術。然後我們可以陸續為一艘甚至多艘飛船建立火星基地，然後我們就可以在那裏建設城市了。

我們就可以建造一個美麗的星球。與地球恰恰相反，在火星上，黎明和黃昏的天空是藍色的，白天的天空是紅色的。如果我們把可以去火星的飛船，用在地球的城市間航行又會怎樣呢？結果非常奇妙：最快航行速度 2,7000 千米/小時，從香港到新加坡隻需 22分鍾，洛杉磯到多倫多隻需24分鍾，洛杉磯到紐約 25分鍾，倫敦到迪拜29分鍾，可以在30分鍾內穿梭於地球上大部分的兩個城市之間。

最後更新：2017-10-09 21:52:32

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