美國太空探索技術公司（spacex）首席執行官馬斯克7日高調宣布，將於2026年首次向火星發射不載人的新一代重型運載火箭「星艦」，如果一切順利，計劃4年內進行「星艦」的首次載人探測火星任務。spacex的激進火星計劃在全球引起關注，支持者稱讚其「具備開拓宇宙的劃時代意義」，而反對者則批評相關技術風險太大。
spacex設想在火星上建立城市的模擬圖。（圖源：spacex）文|晨陽
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「技術需要提高1萬倍」
馬斯克7日在社交媒體x上發文稱，計劃在下一個探測火星的發射窗口期進行「星艦」不載人探測火星任務。此次任務將驗證飛船完整著陸火星的可靠性。如果著陸順利，計劃4年內進行「星艦」的首次載人探測火星任務。他還表示，一旦載人探測火星任務成功，前往火星的太空之旅將呈「指數級」增長，目標是20年內在火星上興建自給自足的城市。
作為spacex探索火星的核心裝備，馬斯克表示，完全可重複使用的「星艦」讓大規模火星之旅具備經濟可行性。「spacex創造了第一個完全可重複使用的火箭級，更重要的是，使重複使用在經濟上可行。從根本上說，讓生命在其他行星上生存，是一個將貨物運送到火星的平均成本問題。」「依靠現有技術，從地球運送每噸有效載荷抵達火星表面的成本約為10億美元。需要將其成本降低到每噸10萬美元，才有可能在火星建立一個自給自足的城市，所以技術需要提高1萬倍。雖然這非常困難，但並非不可能。」
被馬斯克寄予厚望的「星艦」是一種可回收、重複使用的航天運輸系統。該火箭總長約120米，直徑約9米，由兩部分組成，第一級是長約70米的「超級重型」助推器，第二級是長約50米、可重複利用的「星艦」飛船。它的設計目標是將人和貨物送至地球軌道、月球和火星等，可將超過100噸載荷送入地球軌道。美國有線電視新聞網稱，今年6月spacex成功在「星艦」第四次試飛中取得成功，基本實現了該試飛計劃的關鍵目標，並展示了其可重複使用性。
美國「太空」網站描述稱，「星艦」是有史以來建造的最大、最強大的火箭，它在發射時產生1670萬磅的推力，幾乎是美國國家航空航天局（nasa）「阿爾忒彌斯」載人登月計劃使用的「太空發射系統」（sls）火箭的兩倍。而且sls是一次性火箭，「星艦」的設計是完全可重複使用的，spacex計劃在每次發射後都回收「星艦」的兩部分，在快速檢查、翻新後開始重新發射，從而保證高密度的發射。spacex宣稱，「星艦」的強大運載能力和高效的發射頻率最終將讓馬斯克長期以來的夢想——殖民火星變成現實。
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去火星可謂「困難重重」
spacex官網詳細介紹了該公司為何要選擇殖民火星。「火星平均距離地球1.4億英里，是地球最近的宜居鄰居之一。雖然溫度有點冷，但我們可以使它暖和起來。火星大氣主要成分是二氧化碳，此外還有氮、氬和其他一些微量元素，這意味著我們可以在火星上種植植物。火星重力約是地球的38%，所以人們可以輕易地舉起重物並四處走動。此外，火星的一天與地球非常接近，有助於人類適應火星環境。」
但nasa提到，地球和火星之間的距離在時刻複雜變化，最短距離約為5570萬公里，最長距離則超過4億公里，因此火星探測器的發射窗口期約每26個月一次。而且即便是使用推力強大的「星艦」也難以保證從地球能夠直飛火星。
spacex為此提出的解決方案是「太空加油」。spacex官網介紹說，首先將發射一艘滿載燃料（約100噸）的加油版「星艦」飛船前往近地軌道待命，然後前往火星的「星艦」從地面起飛後，在軌對接補充燃料，再出發前往火星。由於「星艦」具備完全可重複使用能力，因此在軌「太空加油」的主要成本就是組成燃料的氧氣和甲烷，費用並不高。目前「阿爾忒彌斯」載人登月計劃也將使用同樣的「太空加油」方案，確保載人登月艙和「獵戶座」飛船在近地軌道加油後飛抵月球軌道。至於如何從火星返回的問題，spacex考慮利用火星的水和二氧化碳，人工合成氧氣和甲烷作為「星艦」飛船的返程燃料，考慮到火星重力遠低於地球，因此對於燃料的需求並沒有從地球起飛時那麼大。
spacex官網還表示，預計「星艦」飛船抵達火星後，將以每秒7.5公里的速度進入火星大氣層，並進行空氣動力學減速，為此該飛船的防熱罩被設計成可以承受多次進入。但也有分析認為，目前「星艦」飛船在第四次試飛時測試的是針對地球大氣層的減速效果，而火星的大氣層遠比地球稀薄，因此「星艦」飛船當前的設計是否適應火星大氣環境還需要更多的試驗。
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馬斯克多管齊下
目前對於如何殖民火星的技術細節，spacex透露得很少。馬斯克近日在社交媒體上表示：「我們需要首先專註於解決如何到達那裡。」
美國《紐約時報》7月爆料稱，知情人士透露，馬斯克正指示spacex公司研究人員深入研究一座火星城市的設計和細節，包括一個團隊為小型圓頂封閉式城市制訂計劃，另一個團隊正在研究對抗火星惡劣環境的宇航服，還有一個醫療小組正在研究人類能否在火星上生育。
報道還提到，馬斯克旗下六家公司中的大多數都與火星殖民有關，「每家公司都可能為建立外星殖民做出貢獻」。例如馬斯克創立的私人隧道企業「無聊公司」以轟動一時的「真空隧道」項目聞名，其實該公司的目的之一還包括研製在火星表面下挖洞的設備。按照馬斯克的說法，收購了社交媒體平台x的部分原因是「幫助測試一個由公民領導、以共識治國的政府如何在火星上運作」。此外，馬斯克的電動汽車公司特斯拉生產的不鏽鋼材料的賽博卡車，也是為探索火星準備的。
至於火星殖民地的能量供應問題，《紐約時報》稱，馬斯克準備布置數百塊太陽能電池板用於為火星定居點的家庭供暖和發電提供能源。報道還提到，馬斯克在2022年的一次採訪中表示，他考慮向火星兩極投擲多枚核彈，這樣能釋放火星兩極冰蓋中儲存的二氧化碳和水，在短時間內大幅提升火星表面溫度，從而創造類似地球的適合人類生存的環境。
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「危險的幻想」？
spacex對於火星殖民的激進計划過於粗糙，這與美國官方的謹慎態度形成鮮明對比。nasa官員此前表示，該機構預計在本世紀40年代之前不會將人類送上火星。「如果人們到達火星，迎接他們的將是貧瘠的地形、冰冷的溫度、沙塵暴和無法呼吸的空氣。」
按照馬斯克此前公布的計劃，將在每26個月一次的火星發射窗口集中發射1000艘「星艦」飛船，每次可以將10萬人送往火星，預計在2050年前將100萬人送往火星。馬斯克最近還表示，就地利用火星資源，對於建立自給自足的火星殖民地至關重要，spacex計劃在「七到九年內」開始推進這一領域的努力。
但批評者認為，spacex的提議更多是在展示現有火箭的理論性能，並沒有認真考慮殖民火星的真正可行性。例如通常前往火星旅程將需要80至150天的時間，在如此漫長的太空旅行中，宇宙輻射對人體傷害是不可避免的——相比之下，目前在國際空間站長期生活的宇航員還能得到地球磁場的保護。
《火星案例》作者、航天工程師羅伯特·祖布林明確表示「不可能讓100萬人登上火星」，未來火星上可能會有一些人類探索者，就像科研人員生活在南極一樣，但大規模火星移民以逃避地球問題的想法只是「危險的幻想」。
原標題為《馬斯克高調宣布，靠譜嗎？》
