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星际大航海时代开启 深度揭秘Elon Musk的火星殖民地图

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星际大航海时代开启 深度揭秘Elon Musk的火星殖民地图

在这个渺小而卑微的地球上,人类的意识之光闪耀了几百万年,而它终将穿越银河前往其他星系,分化成上万种迥异的生命形态。

用10万美金买张火星票,来场说走就走的旅行吧

Part 1

人类很习惯线性关系,但往往会忽视从A到B这种线性关系背后的复杂过程。比如下面这个:从(A)「我不敢相信我的闹钟刚关掉」 到(B)「现在我正坐着工作」。再比如,从(A)「我的房子下个月就到期了,我要找新房」,到 (B)「现在我已经搬到一个新公寓甚至所有的东西都已挂在墙上。」

再或者这个:从(A)「我想要让一百万人去火星」到(B)「现在有一百万人在火星上」——这似乎比上面的从A到B更难。

但Elon Musk 就是要雄心勃勃地实现这个过程。

Musk的「A到B」计划开始以来,我已经和他交流过六次,大部分的讨论都集中在如何实现目标这个层面上。按照Musk的计划,他只需要两件事情就能实现从「A到B」的神奇转化!这两件事是:

(1)愿望

(2)方法

这看起来并不是什么多么高深的办法。因为一直以来,古今中外的智者们都会这样教导我们:「有志者事竟成。」事实上,人类四十年前已经登上了月球,之后的十五年里,电脑已经从遥不可及的「奢侈品」成为人人都能买得起的普通产品,所以看起来去火星也是完全可行的,除非是人类缺乏意志。

但Musk不这么认为。人类还缺乏一种前往火星的经济实惠的方式,现有方案里的预算都是天文数字,并且还没有办法让人类长期驻扎火星。这也正是Musk不满的地方,尤其是他把美国看作一个「探险者」的国度,能体现「人类探索的精神」。Musk认为,昂贵的价钱阻碍了人类登陆火星的意愿。

Musk的这个理由让我想到很多。比如,如果有人告诉我,曼哈顿附近一个带大阳台的复式公寓已经降价95%,我可能会第一时间冲过去把这个房子租下来。不过对我而言,这个房子除了价格之外,并没有真正吸引我的理由,我甚至都不敢想象能有这样的事情。当我有机会在浴缸里俯瞰整个纽约城时,我能感觉到那是一种十分有「逼格」的行为。的确,我有这样的愿望,但我没有足够的资金。

Musk认为火星的情况也是这样。相比于所谓「有志者事竟成」,他似乎更相信「如果你建造好了,他们就会来。」

具体来说,Musk认为,到火星的「航班」成本将由乘客们共同承担,这和地球上的交通问题没有本质差异。关键就是把车票价格大幅降低,使得每一百万人中会有一人可以买一张。或者就像Musk所言:

「必须有很多愿意前往火星并且有能力支付的人,如果这个群体掏的钱能凑够供养火星的经费,那么就抓住了解决问题(人类殖民火星)的关键。」

就像是这样的:

但问题是,现在情况更像是这样的:

Musk认为,想要去火星的人(右侧的黄色区域)会随着火星计划变得可行而不断增多,真正具有挑战性的是左侧的蓝色区域。也就是说,太空旅行价格过于昂贵将成为主要制约因素。Musk将其作为从「A到B」的关键。Musk告诉我:「我组建了一支团队,并且让他们连续几个周六开展关于制造更高效火箭的可行性研究,研究的结果表明并没有什么可阻止我们。」

接下来,他有些激动地说道:「火箭技术从上世纪六十年代起就没有过什么本质的提高—— 甚至其实还倒退了!」

那么,除了火箭可行性研究结果呈现的积极要素,Musk又是如何思考他要不要尝试的的呢?来看看Musk的内心独白(下面是作者的虚构描写——译者注):

机器之心:你打算如何颠覆太空旅行的成本结构?

Musk:通过几十年的技术革新,上百次的反复试验和试错,以及上千位聪明的工程师参与其中。当然这说起来简单直接,但是里面颇有文章。 这是因为:Blablabla.

机器之心:你支付研发的钱要从什么鬼地方来?如果政府有兴趣资助的话,他们自己早就那样做了。而且并没有哪家慈善机构会为了一个将持续30年还不一定会有成果的巨型工程投资上百亿美元。

Musk:可以让我的研发计划同时也实现商业化,变成可盈利的太空运输服务。为了测试新技术,我需要大量的发射计划。而政府和公司会愿意付钱使用我的火箭发射卫星、货物和航天员。这真是一石二鸟。

机器之心:但是你要怎么知道如何将一些东西发射进太空?

Musk:我不知道。在其他人采用我的产品之前,我要从零学起,并且要花费几年的时间,构建基础的知识架构和产品架构,并且证明我有能力成功发射。

机器之心:如果前期没有客户,研发的经费谁来出?

Musk:我啊,因为我是创始人。

机器之心:你怎么弄到钱?

Musk:我曾经联合创立了Paypal并且把它卖掉了。

这就是2001年Musk脑海中的一系列想法,这些想法同时也造就了Space X的商业计划。

Space X 现在已经历经了十三年,让我们一起回顾一下现有的成就和以及对未来的展望。

从零开始

第一阶段早在Space X存在之前就开始了,那是2001年年中,当时Musk还在PayPal工作。在慎重考虑并决定踏入航空领域之后,Musk和所有想成为一流的火箭科学家的人一样,花了将近一年的时间自学阅读各种相关资料。

他读了很多这样那样的书,并且记住了这些枯燥的内容。火箭专家Jim Cantrell在那段时间里遇见了他,并曾和他一起去俄罗斯(未成行), 他回忆道:「Musk可以一字不差的引用那些书里的概念,他已然成为了一个材料方面的专家。」

Elon Musk 的部分阅读书目

为了扩展自己的阅读,Musk还请教了大量专家。Cantrell把Musk称为「迄今为止最聪明的工作伙伴」。他表示:「Musk 几乎把我同事里愿意为他出谋划策的火箭和航空飞船领域专家都招募到新公司,简直就像要把这些专家的经验吸干。」

Musk 就是一个怪咖,并且一如既往的执着。在给自己整理完了一个完整的知识体系后,他觉得是时候开始召集人马了。当我问询他的生意经时,他打量了我一下,然后说:「我并不知道什么是做生意。所有的公司都是一群人为了一个新产品或者新的服务而聚在一起。并没有什么生意的说法,我觉得就是追求一个目标,一群人一起为一个目标奋斗。」

所以,他开始集结一批他所能找到的最有智慧的人在一起,然后Space X就诞生了。在全明星的核心领导层中,包括著名的火箭专家 Tom Mueller.早期Space X招人的某些理念是:不招混蛋。Musk说,如果你讨厌你的同事或者老板,你肯定不会想来工作或者在这里长期呆下去。

Space X不拘一格任人唯贤,招聘(和升职)全凭借于自身的才能,并不看所谓的经验。我还曾见过Zach Dunn,Space X公司现任发射项目的高级总监,他看上去就像12岁。Dunn告诉我,几年前他作为实习生加入了Space X.早期他原以为Musk应该不认识他,但令他惊讶的是,Musk不仅知道他是谁,还认为他是一名实力强大的工程师,这一点使Dunn意识到Musk对公司的每个人都了如指掌。几年后,Dunn带领100多人的工程团队负责了发射项目。

在Space X,Musk亲自面试每个人,包括门卫,听起来简直像个怪人。Space X创办的前8年,这一规则几乎未曾打破,直到公司雇佣了1000名雇员。我们通过Musk的自传可以得知,「每名雇员在面见Musk前都会收到通知,被告知接下来会接受一段30秒到15分钟不等的面试。刚开始面试时,Musk很有可能在写邮件或者忙工作,说话不多。别感到恐慌,这是很正常的现象。最后,他会转过椅子来朝向你,尽管如此,他可能也不会与你有眼神接触或完全正视你的存在。也不必为此感到恐慌,这也是正常的。等到适当的时机,他会与你交流的。」

Space X与Musk的另一家公司特斯拉很类似,垂直一体化程度相当之高。这意味着,相比将火箭制造过程中的大部分工作外包给第三方供应商,Space X几乎自主生产了所有要件,保持元件的所有权并控制绝大所数供应链。这在航空工业中非比寻常,正如Ashlee Vance 解释的那样,「Space X是一座神殿,致力于它认为在火箭制造竞赛中的主要武器——内部生产。Space X的火箭80%-90%几乎由他们自己制造,包括引擎、电子元件及…设计主板和电路、用于感测振动的传感器、飞行计算机和太阳能电池板。」传统的企业家如安德鲁·卡内基和亨利·福特,都是产业链垂直整合的拥趸者,今天的苹果在很多方面也是如此。而如今大多数公司避免大规模的产业垂直整合,但对于质控怪人,如Musk和乔布斯来说,这是他们唯一的选择。

这一过程的许多阶段都被纳入了Space X体系之下,此外,他们也都在一栋楼里工作,就像特斯拉那样——坐在计算机前的工程师要么被安排坐在户外的地板上看着设计和制造过程,要么坐在全玻璃的办公室中,周身就能看到组装过程。

当小组成长成部门时,Musk仍以不同寻常的方式密切关注几乎每一个流程。有些领导者被称为「微观管理者」(指管理者细致入微的管理),在Musk的公司,他对事务参与的程度可称之为「纳米管理者」。

好的,现在是2002年代中期, 这个疯狂的想法开始提上日程。有一个明确的任务,一个团队,一个仿佛拥有神一样能力的CEO.下一步 ——一艘火箭。

火箭发射的现状与困境

在我们开始讨论Space X的第一艘火箭之前, 让我们先理清楚一些条款:

几乎所有航天发射的目的都在于把一些东西送往太空。 你所谈论的这个东西叫做有效载荷。有效载荷可以是一个卫星,一些货物,一些人,一只猴子——任何东西。

为了在去太空的艰苦旅程中幸存下来,有效载荷有时被放置在一个被称为整流罩的保护壳里。其他时候,当它在太空时,甚至有可能需要把有效载荷带回地球时,有效载荷需要被操纵、引导和停靠。在这种情况下,有效载荷将会被放置在航天器内携回,对九岁儿童来说,也就是「宇宙飞船」。

然后接下来就是火箭,发射火箭是主要的大事,它只有一个工作内容:携带有效载荷及其容器向上穿过大气层,并把它送入太空。火箭的大部分是一个大的燃料箱,在火箭底部是一个或多个极其强大的钟形引擎。这些构造提供了巨大的力或者推力——把多吨的重量向上推,穿过地球大气层。有时一个火箭是由多个被称为「多级火箭」的小火箭组成的。哦, 对了,如果有效载荷是一个武器,那么我刚刚所描述的一切将成为一枚导弹。

最后,宇宙飞船并非一个实质上真实存在的事物。「宇宙飞船」只是一个让四岁小孩对生活充满向往的术语,仅此而已。

阿波罗登月计划使用了一个叫做土星5号的巨大火箭。土星5号重达3000吨,大约相当于7架波音747飞机的重量,并且高达35层楼。

土星5号就像一个俄罗斯套娃,一层层地变得越来越小。下图展示了它的组成部分:

航天飞机,由于其只执行在近地轨道飞行的简单的工作,与火箭有着完全不一样的结构原理。

跟一枚大的多级火箭相反,航天飞机用2枚火箭(也称之为固体火箭助推器)来支撑升空的重要部分和有效载荷——人员以及设备,因此他们真的看来像一个典型的宇宙飞船。当火箭剥离主体时, 航天器采用来自于橙色(我们也不知道为什么是橙色)的大燃料箱里的燃料来支持余下的行进。通常,归来的航天器一般通过使用降落伞降落在海洋,但是航天飞机则不同,它更高级——像普通飞机一样降落在飞行跑道上。

当Space X造第一支火箭时,他们没有尝试去制造有史以来体积最大酷到没朋友的玩意。相反,他们制造了一种带有训练轮的火箭,小而简易,Musk称其为猎鹰1号(falcon 1,以《星球大战》中的Millennium 猎鹰命名)。它有21米高,分为两级,底部有一个超级强大的引擎——梅林引擎,这是Space X自己的发明。

尽管在大小和容量上很保守,猎鹰1号却凝结着许多前卫的新科技。团队的初衷是在费用比所有之前更低的情况下把小型容载量的火箭送上太空。在这里,Musk考虑的并不仅仅是降低去往火星的费用,更多的是他认为目前太空旅行的唯一面貌应该得到一个更有意义的改观。便利性和舒适性还是始终如一。在可靠性上,也不需要更多的改进了。所以剩下的可以真正通过科技进步来改善的关键参考指标就是费用。

Space X:在失败中成长

回到Space X公司。如上文所述, Space X公司面临的挑战是从根本上实现将有效载荷「扔」入轨道这一难题就说得通了。人们一般会认为火箭是向上升空的,但实际上它更像是一个将某物狠狠地向旁边投掷出去的动作,这也就是为什么火箭的轨迹是像这样的:

这就像我们上面的例子,火箭表现得就像是一个巨人在投掷某一有效载荷:

不像在现实世界中使用一只胳膊和一只手,火箭公司需要用一个七层楼高、40吨重的金属高塔来将有效载荷发射出地球,并且它需要在一个适当的高度适当的速度下弹射出一台精密机器 .

使事情变得更加困难的问题是:这一投掷动作开始于如糖浆般稠密而且充满不确定性(即天气状况)的海平面大气层。这就像你的手浸在几英尺的水下然后试图做出精准的投球动作。Space X车辆工程部门的主管Mark Juncosa,描述了指引火箭穿过大气层的挑战在于:「火箭就像是湿面条,而你正试图把它推入太空。它会相当剧烈地震颤,你甚至无法只通过测量火箭上任意一个点的轨迹来推测其运行轨道——你必须测量好几个点。」

然而在实际的运作过程中,因为有如此大的作用力——火箭的重量、速度、厚厚的大气层——甚至一个微小的设备故障都能立即摧毁整个任务。问题在于,直到火箭真正发射之前你都无法真正准确可靠地测试这些设备的稳定性。

Space X 经历了一段非常艰辛的过程才学会这一切的。

2006年:第一次发射——失败

2007年:第二次发射——失败

2008年:第三次发射——失败

困难时期

这些失败都是由一些微小的事物造成的。具体而言,一个被腐蚀的螺母在压力的作用下无法保持稳定、火箭中液体的晃动程度超出预期、以及在逐级分离的过程中第一级引擎晚了几秒才关停。你可以准确做到99.9%的事,可是这最后0.1%的失误导致火箭爆炸,成为灾难性的失败。航空技术很有难度。

但在2008年9月28日,Space X公司进行了第四次的发射——并且成功了!他们将试验用的有效载荷顺利无阻地送入轨道,成为仅有的第二家实现这一技术的私营企业。

猎鹰1号也是迄今为止发射的最具性价比的火箭,计价790万美元,它的成本低于当时美国可供选择的最佳替代方案的三分之一。

NASA注意到了,第四次成功的发射足以向他们证明Space X公司是值得信赖的,在2008年底,NASA联系了Musk,并告之他们打算提供给Space X一个为国际空间站进行12次货物运送的价值16亿美元的合同。Musk投入的钱成功完成了它们的使命。 Space X公司现在不仅拥有了客户并且有着相当美好的前景。

Space X的杀手锏之一:猎鹰9号

如今,许多人都听说过Space X.不过,鲜有人了解它到底是干什么的。它是干这个的:商业运输太空物资。

这就是它真正在做的事情:一台试着解决大问题的——太空之旅的成本——创新机器,因为这是人类迈入多行星勘察文明的关键一环。

我们后面会讲到如何做的问题。现在,先看一下商业运输太空物资到底是咋回事儿。

猎鹰9号

2008年,猎鹰9号发射成功吸引了大量新客户前来登记使用SpaceX价格低廉的太空运输服务。SpaceX是时候造一台自己的哈雷了。来,和猎鹰9号打个招呼。

先跑题吐槽一个事实——猎鹰9号是世界上最大的小弟弟状雕塑。公司员工已经学会忍受这个职业生涯挥中挥之不去却又不能提及的事实。

回归正题,猎鹰9号也是世界上最先进的火箭,相比猎鹰1号,9号有了巨大改进。火箭体型巨大——224英尺高,相当于三个猎鹰1号,与20层建筑一样高,占地四分之三个足球场。猎鹰1号最多只能搭载1吨物资,而猎鹰9号能够搭载13吨。无论从哪方面看,猎鹰9号都让公司跻身成熟玩家的行列。

研究火箭会让人对火箭「排泄物」都产生崇拜之情。火箭不仅需要难以置信的坚硬——1000吨的家伙,满腹爆炸材料以极快的速度上升穿越强飓风——其设计也要精确到毫米,因为火箭要搭载不坚固的东西,比如计算机电路板,纤弱的卫星还有大活人。标准制造技术并不总是为此类特殊物件「量体裁衣」,公司给我展示了猎鹰9号各种奇形怪状的部件,它们不得不通过3D设计并打印出来,因为实在没有别的方法能够立刻生产出这样的部件。

然而,这些都不是问题。所以,咱也不用过多理会。

火箭的第一级

火箭第一级承担着非常重要的三分钟任务——在脱离、坠入海里之前,爆炸力助推第二级以及有效载荷升至海拔100公里的高空。

和猎鹰9号的绝大多数部件一样,第一级也是由SpaceX位于加州的总部研制。

第一级几乎是一个巨大的燃料库,有两个关键部分组成:一个巨大的液态氧罐,旁边是一个火箭使用级别的煤油罐。火箭上升速度极快,很快达到空气稀薄的层面,这时会因无法吸取氧气而停止工作。因此,火箭必须自己携带氧气。在 -297.3 F (-183 C),氧气会呈液态,此时密度是气态氧的1000倍——所以,可以尽情打包。液态氧和煤油混合作为推动燃料。

Space X的杀手锏之二:梅林引擎

猎鹰1号采用了Space X研发的一款超级强劲发动机梅林8。

一台梅林引擎的推力超过73吨——比如,能够举起73吨的重物——这意味着,如果你把40辆车叠加在这部引擎上,它能在三分钟内将这40部汽车送至太空。它是世界上最高效、强劲的引擎之一。火箭发动机领域的一个重要统计数字是推力重量比——发动机能够举起自身重量多少倍的物体。梅林发动机体重超过半吨,最高推力超过80吨,它的推重比就是165:1,能够像这样吹走所有其他发动机。

 

现在,想象一下9个这样的引擎一起运作。这就是猎鹰9号发射时的装备——名字源于9个梅林引擎。

9个梅林引擎一共产生650吨的推力,足够将360辆小轿车送入太空(这么多辆轿车叠加起来的高度相当于世贸中心),每秒燃烧540加仑(2044升)燃料——一分钟不到,即可蓄满一个游泳池。所有发动机的最终使命都是推升火箭及其携带的燃料,重量合计550吨,不过,我们在火箭顶部再加一个相当大的有效载荷。

火箭第二级

发射后三分钟,火箭的第一级会与第二级分离。

第一级返回地球,该是第二级火箭大放异彩的时候了。第二级火箭是第一级的迷你版,绝大部分装的是燃料。不过,没有使用9个梅林引擎,只安装了一个特殊版本的梅林引擎,用以在真空环境中运行,同时增加了钟状延伸部分增加推力。这个时候之所以不用那么多引擎的原因有二:首先,没有那么厚的大气;其次,分离后,火箭体重越来越轻;最后,火箭已经飞地很快了,大部分工作已经完成。

第二级的工作完成时间在几分钟或数小时之间不等。引擎可以开关,有方向操作。它的任务就是精确地将有效载荷送至确切地点并达到需求速度。一旦完成任务,即与有效载荷分离并坠落。

说起有效载荷,猎鹰9号可以分为两类,以有效载荷的类型为标准,这是第一类:

这种猎鹰9号搭载着人造卫星。头部隆起部分是两片保护性蛤壳状物质,叫整流罩,看起来和立体卫浴的大小差不多,实际上有校巴那么大。

一旦第二级运行达到一定的速度(通常是子弹速度的4倍),整流罩的两个壳状部分就会分离开来并坠入大气层燃尽。

第二种火箭顶部设计是这样的:

顶部明显呈三角状的火箭正搭载着龙飞船。

Space X的杀手锏之三:龙飞船

龙飞船

SUV大小的龙飞船是SpaceX的宇宙飞船,主要用于太空货物运输,或许将来还会搭乘人类。2008年,NASA与SpaceX签订合同,龙飞船将要完成12个ISS的物资运输任务。如上图所示,圆锥状部是龙飞船的密封舱,也是唯一返回地面的部分。柱状部分是非密封箱,能够承载额外货物和夹载住太阳能板。这两个部分加起来能承载大约六吨的货物。

那些小洞是龙飞船采用的迷你推进器,用来在太空中行动,底部是一个防热罩,用以保护火箭返回地球时遭到损坏。

猎鹰9号开始服役了

当这些新装备还在研发中时,猎鹰1号已经在2009年夏天完成了它的第五次、也是最后一次的发射,为马来西亚政府发送一颗人造卫星,大马政府也是SpaceX第一个付费用户,这也是公司第二次发射成功的案例。不过,孕育中的猎鹰9号更加高大英俊,公司不再需要猎鹰1号了,老人家退休了。

2010年,第一 艘猎鹰9号来到发射台,当时高速公路上的司机都在问:「那是个什么鬼?」

试发射成功了。然后,公司开始做一些人们认为商业公司无法做到的事情。

将宇宙飞船送入太空很难——不过,把它还带回来,难上加难。从码头跳入海中,不会有什么糟糕的事情发生(除非海水刺骨冰凉)——但是,如果从一座桥上纵身跃入海中,你会死翘翘吗?如果唯一的区别就是身体入水时的流速呢?地球大气层也是一个道理。

到2010年,只有五个国家的政府成功向太空发射过宇宙飞船并成功回收。猎鹰9号的第二次发射将龙飞船送入地球轨道,在此次测试飞行中,龙飞船在绕地球轨道运行两周后高速闯过842级飓风,安全降落于预定海域,SpaceX成为世界上第一家回收轨道飞船的公司、也是世界上第六个实现这一创举的机构。

猎鹰9号的第三次发射再次创造了历史,是为NASA进行的一次试飞,龙飞船成为第一个与ISS建立联系的商业宇宙飞船。

Space X 公司自己制作的充满高潮的庆祝视频

 

猎鹰9号不是玩票。Vance写到,「猎鹰1号从瓜贾林点火发射是一家创业企业的业绩,但是,猎鹰9号从古登堡发射成功却是一个航天大国才能做到的事情。」计划中的三次试发射完成后,NASA开始使用龙飞船为ISS完成官方的补给任务。

在猎鹰1号进行了5次发射、猎鹰9号进行了3次发射( 大都属于测试和demo)以后,SpaceX 准备好开始它的太空投递服务了。猎鹰9号的第四次发射和第一次官方ISS再补给任务是 15 次连续成功投递(6次是为NASA服务的龙飞船任务,9次是为其他顾客服务的卫星任务)中的第一次,让我们回到2015年5月,那时我写下了这面这句话,却意外地给整个公司带来厄运:

自从前三次发射失败后,SpaceX已经又发射了20次——都成功了。

在连续20次发射都成功后,Musk发声:「火箭发射正常,卫星也在进入轨道。但我仍然如此紧张。期待某天能感觉正常。」

然后——就在接下来的发射中——这事发生了:

毁灭性的失败是你参加这个太空游戏的一部分。在猎鹰1号第三次令人泄气的失败后,Musk给他的手下写信:「我们或许应该注意这样一个现象:那些发射成功的公司也经历过这样的艰难时期。我一个朋友提醒我,飞马号的前9次发射,只有5次成功;阿里安号5次发射,3次成功;阿特拉斯号20次发射,9次成功;俄罗斯联合号21次发射,9次成功;质子号18次发射,9次成功。 SpaceX也在此列,无论有什么困难,我们都将继续下去。」这个观念让他们能够正确看待SpaceX在2015年6月的那次失败,同时这也提醒着它们,前24次发射中有20次成本是多么令人印象深刻的壮举。

发射失败的好处在于,它能准确的帮你发现弱点。这次失败的罪魁祸首是一根 2英尺长、1英寸厚的钢筋——火箭里有上百根这样的钢筋——它本应该承重5吨力,然而有一根被折断了。从此刻起,SpaceX将分别测试放入火箭里的每一根钢筋。我们从上面的动图可以看出,龙飞船脱离轨道时毫发无损(在屏幕顶端,刚开始的时候,火球包裹中),如果有软件能够较早展开降落伞,那飞龙号里的内件就可以幸免于难。从现在起,龙飞船会配备这套软件。

Part 2

虽然SpaceX对美国人和太空旅行的未来而言是一个极大的进步,但并不是每个人都乐意看到这样的局面。

我们曾深入研究了究竟是什么隐藏在汽车业和石油/天然气行业之下,结果发现完全是一片狼藉。是人类压根儿没有意识到这一点、太容易被骗了吗?当不透明的行业和政府有着「特殊」关系时,当行业准入壁垒把黑马排除在竞争之外时,就会出现这种情况吧?特斯拉在某种程度上揭穿了这一切,迫使这一臃肿、幸福和温顺(指这个行业已经被巨头驯化的很温顺,他们可以毫无压力的靠垄断赚钱,所以很幸福。——译者注)的行业产生了革新。这些行业的巨头是多么渴望马斯克能够消失啊!

这个研究结果几乎可以直接照搬到太空行业上,我差点把它直接复制粘贴到这里。

2014年,欧洲的阿丽亚娜太空公司(Arianespace)向欧洲政府索取额外补贴来应对来自于SpaceX的竞争,这是一家在全球太空发射行业中占有重要地位的公司。现在,猎鹰9号飞往地球同步转移轨道(GTO,这是最高的卫星轨道)的费用比中国历史上最便宜的长征系列运载火箭还要少1,500万美元。而对于太空发射市场的另一巨头俄罗斯,马斯克这样说道:「我的家人生怕那些俄罗斯人会暗杀我。」

世界各地的太空发射客户都在关注SpaceX在干什么,再回头看看他们自己的太空发射公司,不禁自问:「等等!为什么我花了那么多钱?」

当我问马斯克如何看待所有行业巨头都想用钢琴砸他头这件事时,他说:「满屋子都是脚趾,很难避免踩到某人的脚上。」而在所有这些被SpaceX踩到脚的公司中,受伤最严重的就是ULA(United Launch Alliance,联合发射联盟)。

SpaceX的盈利模式

SpaceX的盈利模式将会在今后几年中不断发展成熟。现在我们将几个最酷炫的产品 罗列如下:

1)猎鹰重型火箭

还记得前面我讲过,9个梅林引擎组合起来,可以将堆得有世贸中心那么高的360辆汽车送上云霄吗?猎鹰1号与猎鹰重型火箭几乎无异,而其区别仅在于猎鹰1号仅含有一个一级推进器,而猎鹰重型火箭有三个。

因为有27台梅林引擎,猎鹰重型火箭的引擎平台得能够举起2000顿的重量,相当于1100辆汽车(堆起来得有1.6千米高)。猎鹰重型火箭将于2016年进行首次发射,它的有效载荷比其他任意火箭的两倍还多,而每单位有效载荷的价格为史上最低(ULA每次的发射成本是它的三倍,而有效载荷却比它的一半还少)。如下是行业内最高负荷火箭的有效载荷对比。

2)轨道卫星数翻四番

完全如是。几个月前,Musk宣布SpaceX将在西雅图开始卫星生产工程,并在2030年前向近地轨道投放4000颗互联网卫星(3倍于当前轨道卫星的数量)。他的初衷如下:

  • 提升科技水平以降低成本。以今天的科技水平来看,一颗卫星的造价大约是2500万美金,而其发射成本也差不多是这个数。这使得卫星发射的风险陡增,而风险厌恶型的公司都会倾向于使用陈旧但成熟的技术以确保每颗卫星在退役前至少可服役15年。结果是,如今为我们服务的大多数卫星都是1990年制造的,采用25年前的技术。SpaceX旨在厘清如何显著降低卫星制造成本,发挥其潜能以降低发射成本,并将最先进的卫星发送到轨道中,且能够频繁发射与更换。
  • 将互联网向全世界开放。我曾采访过SpaceX分管航空电子工程的高级副总裁Rajeev Badyal,他正好负责卫星项目。他解释了由4000颗太阳能供电卫星组成的星座计划,卫星间将智能协作,覆盖地球上的每一个角度,将互联网极速传递至迫切需要的地方。他还谈论了一些别的问题,诸如地球上享受优质互联网的地区实在少得可怜(仅有欧洲、美国、印度及东亚的部分区域等),这项计划将颠覆其他地区的上网方式,尤其是偏远地区。客户只需要一个仅有披萨盒大小、能随意安置在室外的接收器就可以享受最快的互联网体验,无论他在北极、太平洋、珠穆朗玛峰或其它地方。他还指出了卫星的其它用途,诸如将摄像头与卫星相链接以接收犯罪报告、实时Google地图、天气情况等等——你能想到的任何事。
  • 更多愤怒的大型企业。时代华纳有线电视及康卡斯特合并后形成了一个庞大、劣质的垄断型企业,这不正是Musk努力竞争的对手么?Musk在声明中提到,如果你受困于时代华纳有线电视或康卡斯特,SpaceX将向你提供一个抛弃它们的大好机会。(这深受大众爱戴。)
  • 有利可图。从销售卫星至发射卫星创造的营收,SpaceX有太多可以赚钱的地方了。解决火星上的互联网问题。过去,网线是解决联网的办法,而在未来,我们可能会去火星,那里没有网线,怎么办呢?Musk计划在今后将SpaceX制造的互联网卫星环绕火星运行,将高速互联网服务带到未来的火星侨居地上。

3)载人太空旅行

2014年,与往常一样,美国及俄罗斯交恶。这一次,俄方认为倘若能将克里米亚收归俄罗斯治下将是一件非常带感的事情,而美方的回应则是制裁俄方的太空计划。俄罗斯副首相在其Twitter中写到:

在复盘了美方针对我方航空行业的制裁后,我建议美方用蹦床将他们的宇航员送到国际太空站。

真会玩。

当曾经伟大的航空计划变得蹩脚以至于无法再将本国的宇航员送上太空时,结果就是这样。你必须依靠那些让你不爽的国家,这会令你陷入窘境。

中国是另一个能送人上太空的国家,而美国对中国的不爽更远甚于俄国,以致于中国宇航员被禁止在国际太空站的「酷小子俱乐部」旁遛弯。这就好比村里有三个实力不分伯仲的社会大哥,但很尴尬的是,其中两个大哥是有车一族,而没车的那位大哥每天得蹭车出去作威作福。对于这位没车大哥来说,真悲催。

不久后,Elon Musk发布了一条twitter:

看起来,现在是宣布龙飞船 2号上市的最佳机会,该项目是SpaceX与NASA紧密合作的成果。我们再也不需要蹦蹦床了!

航天飞机计划已于2011年完结,一段美国没有能力进行载人太空飞行的时间开始了。下一代航天飞机式的全美太空计划将创新性的命名为「空间发射系统(Space Launch System」,其中包含猎户座飞船,而这个计划的正式开始日期已延期至2021年。在2021年之前,美方不希望依靠俄方,因此,为了向太空送人,NASA同时面向私人承包商公开招标。最终,NASA将总额68亿美金的合同分包给了波音(合同金额为42亿美金)及SpaceX(合同金额为26亿美金)。

2014年5月,SpaceX发布了的第二个版本,即龙飞船2号。

第一代龙飞船很酷,它是唯一完好无缺回到地球的航天器,它还是世界上唯一能将货物运送至国际太空站的可操作航天器。但是,龙飞船2号更酷。

龙飞船2号能够在不依靠ISS机器臂的条件下实现货物的进出站。

龙飞船2号内设座位及触摸屏(现如今的许多宇宙飞船设计于上世纪60年代,且像老式收音机那样配有按钮及握杆)

但是,引擎才是龙飞船2号最酷的地方。这艘宇宙飞船配有8个超功率的小型引擎,称作SuperDracos,其每一个小型引擎都能承载4辆车。 SuperDracos的设计别出心裁,利用3D打印技术完成全部制造过程,其火箭一级推动器也是采用这样的方式制造。下面,请欣赏一段引擎点火的视频。这实在太好看了。

龙飞船2号的SuperDracos主要有3个用途:

太空中的手动操作动力着陆(稍后将进行详述)假使出现问题时,直接推出宇航员

第三点对于宇航员的安全十分重要。即便是最好的火箭有事也会出现事故,而且通常是灾难性的那种,正如SpaceX刚刚证明的那样。龙飞船2号的保全系统确保了飞船在爆炸前宇航人员仍可逃生。假若在发生两次太空灾难时的航太器具备这项功能,那么宇航员就会幸免于难。如下是龙飞船2号保全系统的运行测试试验,这也是我十分欣赏它的部分原因。

推出力量的大小很难通过视频来理解。那8个SuperDracos的动力如此强大,以致于就好比它们在2秒钟之内将龙飞船后移了半个足球场这么远,5秒之内跑完0.5公里。此外,在其他载人航天器具备保全能力前,它们仅仅在发射时具备弹出功能,而龙飞船2号的保全系统在进入轨道前一直都能够工作。

根据计划,SpaceX与波音的首次载人航空飞行将于2017年发射。但是目前,美国参议院却正在向NASA施加压力以逼迫它猛砍经费,这可能会将计划推迟至少2年。

这也是SpaceX的运作方式及盈利模式。货物运送业务达到了预期的效果,SpaceX具有不错的盈利性,也应该采取长期的稳妥发展。日前,Google及Fidelity的一笔投资,将SpaceX的公司估值定价为120亿美元。

但Musk表示,他最担心的是,SpaceX将断送于那些只在乎短期蝇头小利的人手上。因为正如我们在前面所阐述的,我们讨论的仅仅是SpaceX从事的是什么事业,而非SpaceX实际在做什么。

SpaceX实际在做的,就是自猎鹰1号研发过程中就已经发生的事。你能够利用猎鹰9号直接开始配送东西至空间站。这项惊人成就即是SpaceX的杰作。

然而,由于价格低廉,SpaceX将被视为渐进式改善,并非是颠覆性的变革者。

SpaceX实际在做的事情十分重要——他们正在从事创新,假使他们成功,将会显著减少火箭发射成本,且完全改写人类在太空的未来,使得移民到其他星球变得可行。

SpaceX真正的颠覆意义在哪里?

1)运送更多人

猎鹰火箭家族目前是SpaceX的赚钱利器,但无论是猎鹰火箭还是龙飞船将来都不会做为运送人类到火星的工具。

首先,龙飞船类似于汽车中的SUV,去一趟火星最少需要三个月,因此并不是一个好工具。

其次,如果你想一站到底开到火星,你得一次捎上一大批人。

这也是为什么SpaceX长远计划中要将猎鹰9做成热狗模样的原因。

火星殖民运输机(以下简称MCT—译者注)

MCT火箭的体型将十分巨大,动力也比现在SpaceX的动力引擎Raptor更强大,其太空舱至少可以承载100个人。

所以,如果SpaceX能做到这些,Space X的成本至少可以降低到20倍。

现在我们需要考虑再降低1000倍的事情。

对SpaceX来说还有一件事情,尽管猎鹰火箭通过创新已经将发射成本降到全行业标准成本的五分之一,但Musk预计未来几年,猎鹰火箭发射成本降到全行业标准成本的十分之一。

一个相对大一点的太空仓可以有效降低每个人通往火星的车票价钱,但这对目前商业化的火箭发射没有任何意义,也无法让更多的人有能力支付前往火星的机票,也无法解决Musk口中「太空探险的基础难题」。

2)可重复使用

用一种截然不同的idea想象一下现在的航空工业:飞机只飞行一次。每一次飞行都是崭新的飞机,在完成飞行之后,乘客步出航站楼,飞机就分解成金属碎片以及可重复使用的部件,经返厂翻新后再用于新的飞机。

建造一架飞机大约需要花费3亿美金来。在这种新模式中,除了支付全体乘务人员的时间成本以及燃料成本,航空公司还需要花费额外的3亿美元给每一次航班建设一架飞机。事情会发生怎么样的变化呢?

首先,会几乎没有可用的航班——日程受到飞机制造速度的限制。其次,芝加哥到圣弗朗西斯科的往返票价可能需要花费150万/人。为了经济!

空军一号仍然存在。发达国家会有少数的航空战队。部分政府可能会为了执行某些科学实验而进行飞行。有着百亿美元身家的人可能会飞的比较多,但只有10亿美元身家的人可能无法承担。你呢?你可能会一辈子都没坐过飞机。

眼见这种情况,人们清楚断定没人愿意出门打飞的。政客们会反对将众多政府资金投入到这一昂贵的活动中。大部分人甚至不会完全了解飞机是如何工作的,他们也不会浪费任何时间来想象一下,如果每个人都能使用这些飞机,世界将会变成什么样。这根本构不成话题。我们会乘汽车、铁路、轮船来旅行,就是这样。

人们猜想,太空梭系统或许「可重复使用」。但是,太空梭有3个部分——航天飞机,这部分完全可以再利用;火箭,虽然技术上可以再利用,但是花费9个月的时间来翻新,没有任何实际价值;还有巨大的橙色气体罐,这部分几乎无法再利用,在发射后迅速转变成垃圾。结果是,太空梭运输成本高达每人1.6亿美元(每个宇航员超过2亿美元),这太可笑了。

建造更大的飞行器,再加上SpaceX的成本节约革新,理论上说,事情有了转机,花费减少了2个数量级——5000万美元每人。这一花费假定每次飞行都必须建造新的MCT.

SpaceX第一个游戏是研究如何发射东西到轨道上去。现在他们在玩一个新的,更有难度的游戏——可重复使用。如果SpaceX能够创造出他们称之为「完全快速可重复使用火箭系统」的东西——只给发射留下燃料、维护和内部支持系统的费用,就像飞机一样——这将会使太空飞行减少100倍的花费。可能更多。

Juncosa向我解释,最重要的一步就是掌握如何将猎鹰号第一级着陆。这是最重要的:因为第一级的花费与一架大型喷气飞机相当,占用了火箭总花费的大头(特别是引擎)——如果他们在这一点上成功了,这将是巨大的一步进步。他们会向世界展示,包括目前非常怀疑的航空航天工业,重复使用确实是可能的。他们会画出一幅蓝图,其他的火箭制造商能根据这幅蓝图减少他们自己的花费——并开启太空旅行新纪元。

以下是如何着陆第一级的预想:

说到「燃烧」,意味着一个单一的主引擎点火了(中间的那个)。在发射时,由于重量是如此重要(几乎没有地方添加额外的重量,否则火箭就无法将有效负载送入太空),火箭需要足够的燃料来支持3次燃烧。第1次是用来阻止火箭的弹道(比如自然情况下的圆弧),并引导火箭朝向着陆区。第2次用来减速——从每小时3000英里降到每小时550英里(每小时885公里)——这样,它就不会在大气中烧起来。第3次是用在着陆平台正上方,使它减速到每小时5英里(每小时8公里)。

由于天气不断变化且无法预测,火箭里有很多软件来监测外部压力并调整轨迹。火箭有小的襟翼,叫做「网状尾翼」,打开并引导火箭(网状尾翼和着陆腿也会减缓火箭速度,将最终速度减少一半。)网状尾翼在大气中运作,但在太空中没有空气,网状尾翼就没用了,因此火箭用「冷气体推进器」引导发射——小型氮气喷射器,从火箭发射而出。

如果所有的一切按计划进行,大约发射九分钟后,火箭就会着陆在大海中漂浮的平台上,大概位于发射点200英里以外。

这很困难。如果你按比例缩小,这就像将铅笔抛过摩天大楼的顶部然后使其落到地面的鞋盒上——而且是在大风天!SpaceX 将控制火箭在大气层中下降的难度比作「在暴风雨中平衡你手中的扫帚」。《大众机械(Popular Mechanics)》杂志称其为「扣人心弦的紧张的杂耍(a tense juggling act),数千部件中的任何一个都能致使整个系统陷入混乱。如果火箭最后能在驳船上软着陆,这是因为成千上万、详尽到难以置信的自校让猎鹰9号在混乱中保持镇静。」

为了提升性能,SpaceX创造出一级火箭(a first stage rocket )「蚱蜢」。2012年,他们成功将「蚱蜢」发射到12层楼的高度,停留几秒钟,然后顺利让它回到发射点。

在接下来的两年里,他们把「蚱蜢」发射得越来越高,直到最后将真正的猎鹰9号第1级发射到空中1公里并让其返回平台。

最后,真正发射的时候到了。在2015年1月,SpaceX 进行了一次常规发射,第一级穿越了大气层并试图着落。这是当时的情况:

接近了!这就是众人所谓的急速非预期拆解(a rapid unscheduled disassembly)。

他们本来打算在2月进行第二次试发射,但是由于天气原因取消了。4月他们有了第二次尝试的机会,然后发生了这个:

几乎快要成功了,但是火箭像个混蛋一样翻倒然后爆炸了。

第三次尝试原定于6月……但是我们都知道6月发生了什么。(指火箭发射失败,爆炸解体。——译者注)

如果你现在才碰巧看到这个,你应当得觉得自己很幸运,因为这还没发成功。你可以现在开始跟进,可以现场看看他们什么时候能第一次创造历史。2015年应该会有更多的尝试。如果以史为鉴,一旦SpaceX成功一次,他们很可能会次次成功。

奔向火星:人类可以做这个「梦」

今天,没有人讨论火星,也很少有人会把火星看成近期与我们有关的事情。但是,除非我遗漏了什么重要的事,或者发生了某些无法预知的事,那么,在未来的10年至20年里,人类一定会开始走向火星。你能在寿终正寝之前去趟火星。疯狂的事情就近在眼前。

这样的话题总会让人难以接受,因为每当你开始思考它,你大脑中就会有个声音回荡:「不,还是算了。」了解SpaceX正在做的事情以及他们这么做的原因,有助于帮助你从认为人类移民火星是荒诞的转变到从逻辑上接受这一想法,认为这迫在眉睫,并且很可能真的会发生。但是,这和相信它一定会发生之间还是有一段距离。当你在读这段话时,即使你相信你读到的每一个字,如果你立刻要与别人打赌20年内人类是否会移民火星,赌注是1000美金,你还是有很大的可能性会持反对意见,因为在内心深处,你的大脑并没有真正接受这件事。这很正常——你的大脑是基于经验的,经验告诉大脑,移民火星并不是人类会做的事情。

但是,我很肯定,在接下来的几十年里,出于很多原因,你的大脑一定会大吃一惊。如果你接受这种可能性,那么,请你试着接受这个标题为「第三阶段:移民火星」的叙述是真实的,也是基于事实的。

从这里开始的一切都是基于Musk和该领域内其他人的猜测。以下是这些人对将要发生的事做出的最好预测:

在载人实验之前,将会有一个初步阶段,SpaceX会向火星派出无人飞行器。Musk告诉我,第一步将是「向火星派出一艘自动飞船,确保它能到达火星并返回地球」——这将在2020年前进行。接下来,将有若干次无人的货运任务,将各种设备、居住设施和供给送上去,这样,当第一批移民到达火星时,至少不会那么容易死掉——他们将需要水,一个可以居住的地方,还要有工具来从火星的物质中提取可供呼吸的氧气,以及改善火星土壤种植庄稼等等。

接下来,就准备大干一场了。某些人——可能是SpaceX,可能在十年内——将会向火星派出第一批人类成员。那些不到50岁的人常会懊恼自己没有经历1969年登月计划的热潮——现在你终于迎来了大好时机。未来火星版的尼尔·阿姆斯特朗(译者注:登月第一人),如今正生活在地球上的某个地方。现在并没有人知道他们是谁——他们自己可能都不知道——但是不久之后的未来,地球上的每个人都会传颂他们的名字。

这将是一件真正的大事。

继人类第一次踏上另一颗星球之后,这将成为人类所到达的最远疆域。

SpaceX的未来

改造火星

鱼需要生活在海洋中。它们整个生命都以海洋中的生命为基础。如果你把一条鱼从海中捞出,几分钟后它就会死亡。

地球上的大气层就是人类的海洋。我们身体上的每个细胞只能在地球表面的特定条件中才能正常运转——我们站在火星表面的行为就像一条鱼被抓住,然后扔进船上的的桶里。

当你买了一条宠物鱼,你要在房间里布置一个鱼缸,创造一小片类似海洋的环境让鱼生活在其中。当我们最开始到达火星时,我们生活在「玻璃穹顶」中——也许是下图中这样。

我们的「玻璃穹顶」就是地球表面环境的一个小的缩影,它可以根据我们的喜好以及我们种植的食物的习性来调节气温、气压、氧气密度和太阳辐射。如果不是望向玻璃天花板时你看到外面红色的天空以及你跳起来时会蹦得非常高,你也许会忘了你其实不在地球。

如果只是短暂的计划,一个「玻璃穹顶」ke yi足够运转良好。但是在火星上生活不是一个短暂的行为——我们要的是可以在火星上繁衍生息上千年。这也是为什么Musk把火星称为「一颗需要修缮的行星。」

所以殖民火星的下一个挑战将会更加艰难——我们必须把火星变成我们的家。

对此我们有一个特定的词——地球化。地球化一个行星意味着把它的环境改造成和地球上一模一样。这需要科技的力量——有了足够的力量,我们就完全地可以地球化一个行星。

当然,我们应该怎样执行这项高度冒险的行为,目前我们只有少量潜在的策略。但基本的步骤应该这样进行:

1)融化火星南极的大量冰山。

火星上的冰块(融化后)足以形成一个11米深的海洋覆盖整个行星表面。如果我们可以融化它,就会引发一系列连锁反应。我们融化一部分冰块后,就会有很多溶解在冰块中的二氧化碳被释放,同时,现在是液态的海洋会蒸发出水蒸气。这些温室气体会使大气密度增加从而开始吸收越来越多的太阳能,这样会进一步使整个温度升高。整体气温只要达到4摄氏度就足以触发温室效应。

2)通过向空中注入大量温室气体来提升速度。

人类可以通过创建把火星上的元素转化成温室气体——基本实现光合作用工业化的工厂来加快这个过程。二氧化碳可以发挥作用,但是科学家脑中有其他专门设计的气体来吸收太能能——比如甲烷和氟氯碳化合物(CFCs)。

3)种植植物。

我们可以从能在一些极端地区比如南极生存下来的微生物开始,然后再运进去一些简单的类似于苔藓的植物,最终会形成一大片常绿森林。

然后,其他事情就会自己运转起来。NASA行星科学家 Chris McKay说到:「你并没有开发火星,你只是让它热身了一下,撒下了一些种子。」换句话说,如果你做到了以上3个步骤,最终,这些就会发生:

当上述那些开始接连发生,我们生活在火星的问题就会开始得到解决。火星上会有天气变化,气候寒冷、气压降低,但是适合居住——随着时间的推移所有的事情都会越来越好。人们即使没有太空装备也可以在外面行走。但是如果没有面罩,还是不能待好长时间。这把我们带入到火星地球话最艰难的部分。

4)使空气变得可呼吸

由于光合作用工厂和新植物生命体真正的光合作用,火星上的氧气密度会不断增加,但依然很缓慢。基于现有的科技述评,这一步(使空气变得可呼吸)在一两个世纪内无法达到。科学家计算,使火星上的空气变得可呼吸大约需要三百年到几千年。因此,除非科技突破,否则,往下好几代生活在火星,在外面都需要带上面罩。

有一天,大约在1000年以后,火星已经被完全地球化。当那天到来时,你会看到这样的画面:

也许你不知道你在看到的到底是哪个星球。地球和火星会变成两个很平常的地方,之间隔着大约3个月的路程——就像100年前的美洲和欧洲,当时还没有飞机可以让你在它们之间来回穿梭。有人可以选择居住在地球但是在火星上大学;火星上一对退休夫妇可以决定到地球上进行一次探险旅行;公司可以在两个星球都设一个总部;地球居民和火星居民可以保持紧密联系,可以发邮件、发短信、看对方的影视节目(尽管不能打电话和Skype——因为数据传输受到光速限制,从一个行星上发出的信息需要3到22分钟才能到达另一个,这取决于它们之间的位置距离)。

以上所以都是有可能。在这个主题的一篇论文中,航空航天专家Chistopher McKay和Robert Zubrin总结为「可以通过21世纪的科技实现对火星环境的巨大修整。」

超越火星

总有一天,这个震撼人心的视频将会成真:

 

当专栏作家Ross Andersen(译者注:万古杂志副编辑,科技哲学领域作者)询问Musk关于越过火星到达太阳系其他空间的前景时,Musk乐观地回答:「如果我们能建立一个火星殖民地,我们几乎就能殖民整个太阳系,因为届时我们将拥有强大的经济实力来完善太空旅行。我们将到达木星的卫星,至少可以轻松的到达外部的几个卫星,或许会到达土星的卫星土卫六(也称泰坦星),以及其他小行星。一旦我们具备了那种经济实力,以及地球-火星的经济系统,我们将能触及整体太阳系。」

但他也补充到,「关键在于我们必须完成这项火星计划。如果我们未来有任何机会将物资运送到其他星系,我们应该聚焦于成就一种多行星文明。那将是下一步。」

那样的话,殖民火星的重要性就不仅仅在于我们的对外扩张以及为地球做次备份,还在于殖民火星将让我们成为这样一个物种:知道如何向新行星扩张以及将它们地球化。这将赋予我们一项最为重要的技能,从而使我们这个物种经久不衰。

如果有充足的时间,我们将向太阳系的其他星体进发,并将把它们地球化,将其变成我们人类可以称之为「家园」的地方。这会开启许多不可思议的可能性。就像头顶木星光芒穿越森林。

或者有一天,我们在海滩望着天际之外的土星。

太阳系可能会变成属于人类的一个广阔世界。或许木星的卫星土卫二将变成太阳系的科技中心;土星的卫星土卫六将变成专属的娱乐产业聚集地。或许有些人的一生将在一个天体上度过;而有些人会成为狂热的星际旅行者,吹嘘自己曾踏足过12个天体。或许太阳系「国会」将会把《地球历史》纳入到学校的必修课中,所有的学生们在成长中会伴随一个内心的渴望——有朝一日能去探访那个被此时已被称为「文明摇篮」的那个星球,去看一下庞大的动物、著名的城市和古遗迹。

向内扩张

我们不会就此止步。穿越太阳系会给我们带来大把时间,而这些时间将为我们带来更加神奇的新技术,在某种程度上来说,我们将有能力开启通往其他恒星的旅程,那些恒星也是由许多像地球一样的行星环绕着,到那时我们将变成多太阳系文明。就像17世纪最早开辟新大陆的移居者,以及21世纪最早殖民火星的开拓者,首先,只有最勇敢的人才会踏上耗时若干个十年的迁徙。和过去一样,随着时间的推移,将你的家庭移民到其他「太阳系」将变得非常常见。

由于光速的限制,一些人和他星际旅行的朋友的交流能够每天更新,但是他们得到的信息却是朋友生活中十年前发生的事情,同时,如果我们回复一个问题,他们需要为了那个答案等上20年之久。距离的存在将会把人类彼此孤立,随着长期进化,在不同「太阳系」生活的人们将不再是同一物种。

在这个渺小而卑微的地球上,人类的意识之光闪耀了几百万年,而它终将穿越银河前往其他星系,分化成上万种迥异的生命形态。世系的大部分生命都是在朦胧中起源,但那些深知自己历史的人将会向你讲述大跃迁的故事,那是古代历史长河中的一个巅峰时刻,就在那时,他们的祖先脱离母胎,变成了征服者。

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星际大航海时代开启 深度揭秘Elon Musk的火星殖民地图

在这个渺小而卑微的地球上,人类的意识之光闪耀了几百万年,而它终将穿越银河前往其他星系,分化成上万种迥异的生命形态。

用10万美金买张火星票,来场说走就走的旅行吧

Part 1

人类很习惯线性关系,但往往会忽视从A到B这种线性关系背后的复杂过程。比如下面这个:从(A)「我不敢相信我的闹钟刚关掉」 到(B)「现在我正坐着工作」。再比如,从(A)「我的房子下个月就到期了,我要找新房」,到 (B)「现在我已经搬到一个新公寓甚至所有的东西都已挂在墙上。」

再或者这个:从(A)「我想要让一百万人去火星」到(B)「现在有一百万人在火星上」——这似乎比上面的从A到B更难。

但Elon Musk 就是要雄心勃勃地实现这个过程。

Musk的「A到B」计划开始以来,我已经和他交流过六次,大部分的讨论都集中在如何实现目标这个层面上。按照Musk的计划,他只需要两件事情就能实现从「A到B」的神奇转化!这两件事是:

(1)愿望

(2)方法

这看起来并不是什么多么高深的办法。因为一直以来,古今中外的智者们都会这样教导我们:「有志者事竟成。」事实上,人类四十年前已经登上了月球,之后的十五年里,电脑已经从遥不可及的「奢侈品」成为人人都能买得起的普通产品,所以看起来去火星也是完全可行的,除非是人类缺乏意志。

但Musk不这么认为。人类还缺乏一种前往火星的经济实惠的方式,现有方案里的预算都是天文数字,并且还没有办法让人类长期驻扎火星。这也正是Musk不满的地方,尤其是他把美国看作一个「探险者」的国度,能体现「人类探索的精神」。Musk认为,昂贵的价钱阻碍了人类登陆火星的意愿。

Musk的这个理由让我想到很多。比如,如果有人告诉我,曼哈顿附近一个带大阳台的复式公寓已经降价95%,我可能会第一时间冲过去把这个房子租下来。不过对我而言,这个房子除了价格之外,并没有真正吸引我的理由,我甚至都不敢想象能有这样的事情。当我有机会在浴缸里俯瞰整个纽约城时,我能感觉到那是一种十分有「逼格」的行为。的确,我有这样的愿望,但我没有足够的资金。

Musk认为火星的情况也是这样。相比于所谓「有志者事竟成」,他似乎更相信「如果你建造好了,他们就会来。」

具体来说,Musk认为,到火星的「航班」成本将由乘客们共同承担,这和地球上的交通问题没有本质差异。关键就是把车票价格大幅降低,使得每一百万人中会有一人可以买一张。或者就像Musk所言:

「必须有很多愿意前往火星并且有能力支付的人,如果这个群体掏的钱能凑够供养火星的经费,那么就抓住了解决问题(人类殖民火星)的关键。」

就像是这样的:

但问题是,现在情况更像是这样的:

Musk认为,想要去火星的人(右侧的黄色区域)会随着火星计划变得可行而不断增多,真正具有挑战性的是左侧的蓝色区域。也就是说,太空旅行价格过于昂贵将成为主要制约因素。Musk将其作为从「A到B」的关键。Musk告诉我:「我组建了一支团队,并且让他们连续几个周六开展关于制造更高效火箭的可行性研究,研究的结果表明并没有什么可阻止我们。」

接下来,他有些激动地说道:「火箭技术从上世纪六十年代起就没有过什么本质的提高—— 甚至其实还倒退了!」

那么,除了火箭可行性研究结果呈现的积极要素,Musk又是如何思考他要不要尝试的的呢?来看看Musk的内心独白(下面是作者的虚构描写——译者注):

机器之心:你打算如何颠覆太空旅行的成本结构?

Musk:通过几十年的技术革新,上百次的反复试验和试错,以及上千位聪明的工程师参与其中。当然这说起来简单直接,但是里面颇有文章。 这是因为:Blablabla.

机器之心:你支付研发的钱要从什么鬼地方来?如果政府有兴趣资助的话,他们自己早就那样做了。而且并没有哪家慈善机构会为了一个将持续30年还不一定会有成果的巨型工程投资上百亿美元。

Musk:可以让我的研发计划同时也实现商业化,变成可盈利的太空运输服务。为了测试新技术,我需要大量的发射计划。而政府和公司会愿意付钱使用我的火箭发射卫星、货物和航天员。这真是一石二鸟。

机器之心:但是你要怎么知道如何将一些东西发射进太空?

Musk:我不知道。在其他人采用我的产品之前,我要从零学起,并且要花费几年的时间,构建基础的知识架构和产品架构,并且证明我有能力成功发射。

机器之心:如果前期没有客户,研发的经费谁来出?

Musk:我啊,因为我是创始人。

机器之心:你怎么弄到钱?

Musk:我曾经联合创立了Paypal并且把它卖掉了。

这就是2001年Musk脑海中的一系列想法,这些想法同时也造就了Space X的商业计划。

Space X 现在已经历经了十三年,让我们一起回顾一下现有的成就和以及对未来的展望。

从零开始

第一阶段早在Space X存在之前就开始了,那是2001年年中,当时Musk还在PayPal工作。在慎重考虑并决定踏入航空领域之后,Musk和所有想成为一流的火箭科学家的人一样,花了将近一年的时间自学阅读各种相关资料。

他读了很多这样那样的书,并且记住了这些枯燥的内容。火箭专家Jim Cantrell在那段时间里遇见了他,并曾和他一起去俄罗斯(未成行), 他回忆道:「Musk可以一字不差的引用那些书里的概念,他已然成为了一个材料方面的专家。」

Elon Musk 的部分阅读书目

为了扩展自己的阅读,Musk还请教了大量专家。Cantrell把Musk称为「迄今为止最聪明的工作伙伴」。他表示:「Musk 几乎把我同事里愿意为他出谋划策的火箭和航空飞船领域专家都招募到新公司,简直就像要把这些专家的经验吸干。」

Musk 就是一个怪咖,并且一如既往的执着。在给自己整理完了一个完整的知识体系后,他觉得是时候开始召集人马了。当我问询他的生意经时,他打量了我一下,然后说:「我并不知道什么是做生意。所有的公司都是一群人为了一个新产品或者新的服务而聚在一起。并没有什么生意的说法,我觉得就是追求一个目标,一群人一起为一个目标奋斗。」

所以,他开始集结一批他所能找到的最有智慧的人在一起,然后Space X就诞生了。在全明星的核心领导层中,包括著名的火箭专家 Tom Mueller.早期Space X招人的某些理念是:不招混蛋。Musk说,如果你讨厌你的同事或者老板,你肯定不会想来工作或者在这里长期呆下去。

Space X不拘一格任人唯贤,招聘(和升职)全凭借于自身的才能,并不看所谓的经验。我还曾见过Zach Dunn,Space X公司现任发射项目的高级总监,他看上去就像12岁。Dunn告诉我,几年前他作为实习生加入了Space X.早期他原以为Musk应该不认识他,但令他惊讶的是,Musk不仅知道他是谁,还认为他是一名实力强大的工程师,这一点使Dunn意识到Musk对公司的每个人都了如指掌。几年后,Dunn带领100多人的工程团队负责了发射项目。

在Space X,Musk亲自面试每个人,包括门卫,听起来简直像个怪人。Space X创办的前8年,这一规则几乎未曾打破,直到公司雇佣了1000名雇员。我们通过Musk的自传可以得知,「每名雇员在面见Musk前都会收到通知,被告知接下来会接受一段30秒到15分钟不等的面试。刚开始面试时,Musk很有可能在写邮件或者忙工作,说话不多。别感到恐慌,这是很正常的现象。最后,他会转过椅子来朝向你,尽管如此,他可能也不会与你有眼神接触或完全正视你的存在。也不必为此感到恐慌,这也是正常的。等到适当的时机,他会与你交流的。」

Space X与Musk的另一家公司特斯拉很类似,垂直一体化程度相当之高。这意味着,相比将火箭制造过程中的大部分工作外包给第三方供应商,Space X几乎自主生产了所有要件,保持元件的所有权并控制绝大所数供应链。这在航空工业中非比寻常,正如Ashlee Vance 解释的那样,「Space X是一座神殿,致力于它认为在火箭制造竞赛中的主要武器——内部生产。Space X的火箭80%-90%几乎由他们自己制造,包括引擎、电子元件及…设计主板和电路、用于感测振动的传感器、飞行计算机和太阳能电池板。」传统的企业家如安德鲁·卡内基和亨利·福特,都是产业链垂直整合的拥趸者,今天的苹果在很多方面也是如此。而如今大多数公司避免大规模的产业垂直整合,但对于质控怪人,如Musk和乔布斯来说,这是他们唯一的选择。

这一过程的许多阶段都被纳入了Space X体系之下,此外,他们也都在一栋楼里工作,就像特斯拉那样——坐在计算机前的工程师要么被安排坐在户外的地板上看着设计和制造过程,要么坐在全玻璃的办公室中,周身就能看到组装过程。

当小组成长成部门时,Musk仍以不同寻常的方式密切关注几乎每一个流程。有些领导者被称为「微观管理者」(指管理者细致入微的管理),在Musk的公司,他对事务参与的程度可称之为「纳米管理者」。

好的,现在是2002年代中期, 这个疯狂的想法开始提上日程。有一个明确的任务,一个团队,一个仿佛拥有神一样能力的CEO.下一步 ——一艘火箭。

火箭发射的现状与困境

在我们开始讨论Space X的第一艘火箭之前, 让我们先理清楚一些条款:

几乎所有航天发射的目的都在于把一些东西送往太空。 你所谈论的这个东西叫做有效载荷。有效载荷可以是一个卫星,一些货物,一些人,一只猴子——任何东西。

为了在去太空的艰苦旅程中幸存下来,有效载荷有时被放置在一个被称为整流罩的保护壳里。其他时候,当它在太空时,甚至有可能需要把有效载荷带回地球时,有效载荷需要被操纵、引导和停靠。在这种情况下,有效载荷将会被放置在航天器内携回,对九岁儿童来说,也就是「宇宙飞船」。

然后接下来就是火箭,发射火箭是主要的大事,它只有一个工作内容:携带有效载荷及其容器向上穿过大气层,并把它送入太空。火箭的大部分是一个大的燃料箱,在火箭底部是一个或多个极其强大的钟形引擎。这些构造提供了巨大的力或者推力——把多吨的重量向上推,穿过地球大气层。有时一个火箭是由多个被称为「多级火箭」的小火箭组成的。哦, 对了,如果有效载荷是一个武器,那么我刚刚所描述的一切将成为一枚导弹。

最后,宇宙飞船并非一个实质上真实存在的事物。「宇宙飞船」只是一个让四岁小孩对生活充满向往的术语,仅此而已。

阿波罗登月计划使用了一个叫做土星5号的巨大火箭。土星5号重达3000吨,大约相当于7架波音747飞机的重量,并且高达35层楼。

土星5号就像一个俄罗斯套娃,一层层地变得越来越小。下图展示了它的组成部分:

航天飞机,由于其只执行在近地轨道飞行的简单的工作,与火箭有着完全不一样的结构原理。

跟一枚大的多级火箭相反,航天飞机用2枚火箭(也称之为固体火箭助推器)来支撑升空的重要部分和有效载荷——人员以及设备,因此他们真的看来像一个典型的宇宙飞船。当火箭剥离主体时, 航天器采用来自于橙色(我们也不知道为什么是橙色)的大燃料箱里的燃料来支持余下的行进。通常,归来的航天器一般通过使用降落伞降落在海洋,但是航天飞机则不同,它更高级——像普通飞机一样降落在飞行跑道上。

当Space X造第一支火箭时,他们没有尝试去制造有史以来体积最大酷到没朋友的玩意。相反,他们制造了一种带有训练轮的火箭,小而简易,Musk称其为猎鹰1号(falcon 1,以《星球大战》中的Millennium 猎鹰命名)。它有21米高,分为两级,底部有一个超级强大的引擎——梅林引擎,这是Space X自己的发明。

尽管在大小和容量上很保守,猎鹰1号却凝结着许多前卫的新科技。团队的初衷是在费用比所有之前更低的情况下把小型容载量的火箭送上太空。在这里,Musk考虑的并不仅仅是降低去往火星的费用,更多的是他认为目前太空旅行的唯一面貌应该得到一个更有意义的改观。便利性和舒适性还是始终如一。在可靠性上,也不需要更多的改进了。所以剩下的可以真正通过科技进步来改善的关键参考指标就是费用。

Space X:在失败中成长

回到Space X公司。如上文所述, Space X公司面临的挑战是从根本上实现将有效载荷「扔」入轨道这一难题就说得通了。人们一般会认为火箭是向上升空的,但实际上它更像是一个将某物狠狠地向旁边投掷出去的动作,这也就是为什么火箭的轨迹是像这样的:

这就像我们上面的例子,火箭表现得就像是一个巨人在投掷某一有效载荷:

不像在现实世界中使用一只胳膊和一只手,火箭公司需要用一个七层楼高、40吨重的金属高塔来将有效载荷发射出地球,并且它需要在一个适当的高度适当的速度下弹射出一台精密机器 .

使事情变得更加困难的问题是:这一投掷动作开始于如糖浆般稠密而且充满不确定性(即天气状况)的海平面大气层。这就像你的手浸在几英尺的水下然后试图做出精准的投球动作。Space X车辆工程部门的主管Mark Juncosa,描述了指引火箭穿过大气层的挑战在于:「火箭就像是湿面条,而你正试图把它推入太空。它会相当剧烈地震颤,你甚至无法只通过测量火箭上任意一个点的轨迹来推测其运行轨道——你必须测量好几个点。」

然而在实际的运作过程中,因为有如此大的作用力——火箭的重量、速度、厚厚的大气层——甚至一个微小的设备故障都能立即摧毁整个任务。问题在于,直到火箭真正发射之前你都无法真正准确可靠地测试这些设备的稳定性。

Space X 经历了一段非常艰辛的过程才学会这一切的。

2006年:第一次发射——失败

2007年:第二次发射——失败

2008年:第三次发射——失败

困难时期

这些失败都是由一些微小的事物造成的。具体而言,一个被腐蚀的螺母在压力的作用下无法保持稳定、火箭中液体的晃动程度超出预期、以及在逐级分离的过程中第一级引擎晚了几秒才关停。你可以准确做到99.9%的事,可是这最后0.1%的失误导致火箭爆炸,成为灾难性的失败。航空技术很有难度。

但在2008年9月28日,Space X公司进行了第四次的发射——并且成功了!他们将试验用的有效载荷顺利无阻地送入轨道,成为仅有的第二家实现这一技术的私营企业。

猎鹰1号也是迄今为止发射的最具性价比的火箭,计价790万美元,它的成本低于当时美国可供选择的最佳替代方案的三分之一。

NASA注意到了,第四次成功的发射足以向他们证明Space X公司是值得信赖的,在2008年底,NASA联系了Musk,并告之他们打算提供给Space X一个为国际空间站进行12次货物运送的价值16亿美元的合同。Musk投入的钱成功完成了它们的使命。 Space X公司现在不仅拥有了客户并且有着相当美好的前景。

Space X的杀手锏之一:猎鹰9号

如今,许多人都听说过Space X.不过,鲜有人了解它到底是干什么的。它是干这个的:商业运输太空物资。

这就是它真正在做的事情:一台试着解决大问题的——太空之旅的成本——创新机器,因为这是人类迈入多行星勘察文明的关键一环。

我们后面会讲到如何做的问题。现在,先看一下商业运输太空物资到底是咋回事儿。

猎鹰9号

2008年,猎鹰9号发射成功吸引了大量新客户前来登记使用SpaceX价格低廉的太空运输服务。SpaceX是时候造一台自己的哈雷了。来,和猎鹰9号打个招呼。

先跑题吐槽一个事实——猎鹰9号是世界上最大的小弟弟状雕塑。公司员工已经学会忍受这个职业生涯挥中挥之不去却又不能提及的事实。

回归正题,猎鹰9号也是世界上最先进的火箭,相比猎鹰1号,9号有了巨大改进。火箭体型巨大——224英尺高,相当于三个猎鹰1号,与20层建筑一样高,占地四分之三个足球场。猎鹰1号最多只能搭载1吨物资,而猎鹰9号能够搭载13吨。无论从哪方面看,猎鹰9号都让公司跻身成熟玩家的行列。

研究火箭会让人对火箭「排泄物」都产生崇拜之情。火箭不仅需要难以置信的坚硬——1000吨的家伙,满腹爆炸材料以极快的速度上升穿越强飓风——其设计也要精确到毫米,因为火箭要搭载不坚固的东西,比如计算机电路板,纤弱的卫星还有大活人。标准制造技术并不总是为此类特殊物件「量体裁衣」,公司给我展示了猎鹰9号各种奇形怪状的部件,它们不得不通过3D设计并打印出来,因为实在没有别的方法能够立刻生产出这样的部件。

然而,这些都不是问题。所以,咱也不用过多理会。

火箭的第一级

火箭第一级承担着非常重要的三分钟任务——在脱离、坠入海里之前,爆炸力助推第二级以及有效载荷升至海拔100公里的高空。

和猎鹰9号的绝大多数部件一样,第一级也是由SpaceX位于加州的总部研制。

第一级几乎是一个巨大的燃料库,有两个关键部分组成:一个巨大的液态氧罐,旁边是一个火箭使用级别的煤油罐。火箭上升速度极快,很快达到空气稀薄的层面,这时会因无法吸取氧气而停止工作。因此,火箭必须自己携带氧气。在 -297.3 F (-183 C),氧气会呈液态,此时密度是气态氧的1000倍——所以,可以尽情打包。液态氧和煤油混合作为推动燃料。

Space X的杀手锏之二:梅林引擎

猎鹰1号采用了Space X研发的一款超级强劲发动机梅林8。

一台梅林引擎的推力超过73吨——比如,能够举起73吨的重物——这意味着,如果你把40辆车叠加在这部引擎上,它能在三分钟内将这40部汽车送至太空。它是世界上最高效、强劲的引擎之一。火箭发动机领域的一个重要统计数字是推力重量比——发动机能够举起自身重量多少倍的物体。梅林发动机体重超过半吨,最高推力超过80吨,它的推重比就是165:1,能够像这样吹走所有其他发动机。

 

现在,想象一下9个这样的引擎一起运作。这就是猎鹰9号发射时的装备——名字源于9个梅林引擎。

9个梅林引擎一共产生650吨的推力,足够将360辆小轿车送入太空(这么多辆轿车叠加起来的高度相当于世贸中心),每秒燃烧540加仑(2044升)燃料——一分钟不到,即可蓄满一个游泳池。所有发动机的最终使命都是推升火箭及其携带的燃料,重量合计550吨,不过,我们在火箭顶部再加一个相当大的有效载荷。

火箭第二级

发射后三分钟,火箭的第一级会与第二级分离。

第一级返回地球,该是第二级火箭大放异彩的时候了。第二级火箭是第一级的迷你版,绝大部分装的是燃料。不过,没有使用9个梅林引擎,只安装了一个特殊版本的梅林引擎,用以在真空环境中运行,同时增加了钟状延伸部分增加推力。这个时候之所以不用那么多引擎的原因有二:首先,没有那么厚的大气;其次,分离后,火箭体重越来越轻;最后,火箭已经飞地很快了,大部分工作已经完成。

第二级的工作完成时间在几分钟或数小时之间不等。引擎可以开关,有方向操作。它的任务就是精确地将有效载荷送至确切地点并达到需求速度。一旦完成任务,即与有效载荷分离并坠落。

说起有效载荷,猎鹰9号可以分为两类,以有效载荷的类型为标准,这是第一类:

这种猎鹰9号搭载着人造卫星。头部隆起部分是两片保护性蛤壳状物质,叫整流罩,看起来和立体卫浴的大小差不多,实际上有校巴那么大。

一旦第二级运行达到一定的速度(通常是子弹速度的4倍),整流罩的两个壳状部分就会分离开来并坠入大气层燃尽。

第二种火箭顶部设计是这样的:

顶部明显呈三角状的火箭正搭载着龙飞船。

Space X的杀手锏之三:龙飞船

龙飞船

SUV大小的龙飞船是SpaceX的宇宙飞船,主要用于太空货物运输,或许将来还会搭乘人类。2008年,NASA与SpaceX签订合同,龙飞船将要完成12个ISS的物资运输任务。如上图所示,圆锥状部是龙飞船的密封舱,也是唯一返回地面的部分。柱状部分是非密封箱,能够承载额外货物和夹载住太阳能板。这两个部分加起来能承载大约六吨的货物。

那些小洞是龙飞船采用的迷你推进器,用来在太空中行动,底部是一个防热罩,用以保护火箭返回地球时遭到损坏。

猎鹰9号开始服役了

当这些新装备还在研发中时,猎鹰1号已经在2009年夏天完成了它的第五次、也是最后一次的发射,为马来西亚政府发送一颗人造卫星,大马政府也是SpaceX第一个付费用户,这也是公司第二次发射成功的案例。不过,孕育中的猎鹰9号更加高大英俊,公司不再需要猎鹰1号了,老人家退休了。

2010年,第一 艘猎鹰9号来到发射台,当时高速公路上的司机都在问:「那是个什么鬼?」

试发射成功了。然后,公司开始做一些人们认为商业公司无法做到的事情。

将宇宙飞船送入太空很难——不过,把它还带回来,难上加难。从码头跳入海中,不会有什么糟糕的事情发生(除非海水刺骨冰凉)——但是,如果从一座桥上纵身跃入海中,你会死翘翘吗?如果唯一的区别就是身体入水时的流速呢?地球大气层也是一个道理。

到2010年,只有五个国家的政府成功向太空发射过宇宙飞船并成功回收。猎鹰9号的第二次发射将龙飞船送入地球轨道,在此次测试飞行中,龙飞船在绕地球轨道运行两周后高速闯过842级飓风,安全降落于预定海域,SpaceX成为世界上第一家回收轨道飞船的公司、也是世界上第六个实现这一创举的机构。

猎鹰9号的第三次发射再次创造了历史,是为NASA进行的一次试飞,龙飞船成为第一个与ISS建立联系的商业宇宙飞船。

Space X 公司自己制作的充满高潮的庆祝视频

 

猎鹰9号不是玩票。Vance写到,「猎鹰1号从瓜贾林点火发射是一家创业企业的业绩,但是,猎鹰9号从古登堡发射成功却是一个航天大国才能做到的事情。」计划中的三次试发射完成后,NASA开始使用龙飞船为ISS完成官方的补给任务。

在猎鹰1号进行了5次发射、猎鹰9号进行了3次发射( 大都属于测试和demo)以后,SpaceX 准备好开始它的太空投递服务了。猎鹰9号的第四次发射和第一次官方ISS再补给任务是 15 次连续成功投递(6次是为NASA服务的龙飞船任务,9次是为其他顾客服务的卫星任务)中的第一次,让我们回到2015年5月,那时我写下了这面这句话,却意外地给整个公司带来厄运:

自从前三次发射失败后,SpaceX已经又发射了20次——都成功了。

在连续20次发射都成功后,Musk发声:「火箭发射正常,卫星也在进入轨道。但我仍然如此紧张。期待某天能感觉正常。」

然后——就在接下来的发射中——这事发生了:

毁灭性的失败是你参加这个太空游戏的一部分。在猎鹰1号第三次令人泄气的失败后,Musk给他的手下写信:「我们或许应该注意这样一个现象:那些发射成功的公司也经历过这样的艰难时期。我一个朋友提醒我,飞马号的前9次发射,只有5次成功;阿里安号5次发射,3次成功;阿特拉斯号20次发射,9次成功;俄罗斯联合号21次发射,9次成功;质子号18次发射,9次成功。 SpaceX也在此列,无论有什么困难,我们都将继续下去。」这个观念让他们能够正确看待SpaceX在2015年6月的那次失败,同时这也提醒着它们,前24次发射中有20次成本是多么令人印象深刻的壮举。

发射失败的好处在于,它能准确的帮你发现弱点。这次失败的罪魁祸首是一根 2英尺长、1英寸厚的钢筋——火箭里有上百根这样的钢筋——它本应该承重5吨力,然而有一根被折断了。从此刻起,SpaceX将分别测试放入火箭里的每一根钢筋。我们从上面的动图可以看出,龙飞船脱离轨道时毫发无损(在屏幕顶端,刚开始的时候,火球包裹中),如果有软件能够较早展开降落伞,那飞龙号里的内件就可以幸免于难。从现在起,龙飞船会配备这套软件。

Part 2

虽然SpaceX对美国人和太空旅行的未来而言是一个极大的进步,但并不是每个人都乐意看到这样的局面。

我们曾深入研究了究竟是什么隐藏在汽车业和石油/天然气行业之下,结果发现完全是一片狼藉。是人类压根儿没有意识到这一点、太容易被骗了吗?当不透明的行业和政府有着「特殊」关系时,当行业准入壁垒把黑马排除在竞争之外时,就会出现这种情况吧?特斯拉在某种程度上揭穿了这一切,迫使这一臃肿、幸福和温顺(指这个行业已经被巨头驯化的很温顺,他们可以毫无压力的靠垄断赚钱,所以很幸福。——译者注)的行业产生了革新。这些行业的巨头是多么渴望马斯克能够消失啊!

这个研究结果几乎可以直接照搬到太空行业上,我差点把它直接复制粘贴到这里。

2014年,欧洲的阿丽亚娜太空公司(Arianespace)向欧洲政府索取额外补贴来应对来自于SpaceX的竞争,这是一家在全球太空发射行业中占有重要地位的公司。现在,猎鹰9号飞往地球同步转移轨道(GTO,这是最高的卫星轨道)的费用比中国历史上最便宜的长征系列运载火箭还要少1,500万美元。而对于太空发射市场的另一巨头俄罗斯,马斯克这样说道:「我的家人生怕那些俄罗斯人会暗杀我。」

世界各地的太空发射客户都在关注SpaceX在干什么,再回头看看他们自己的太空发射公司,不禁自问:「等等!为什么我花了那么多钱?」

当我问马斯克如何看待所有行业巨头都想用钢琴砸他头这件事时,他说:「满屋子都是脚趾,很难避免踩到某人的脚上。」而在所有这些被SpaceX踩到脚的公司中,受伤最严重的就是ULA(United Launch Alliance,联合发射联盟)。

SpaceX的盈利模式

SpaceX的盈利模式将会在今后几年中不断发展成熟。现在我们将几个最酷炫的产品 罗列如下:

1)猎鹰重型火箭

还记得前面我讲过,9个梅林引擎组合起来,可以将堆得有世贸中心那么高的360辆汽车送上云霄吗?猎鹰1号与猎鹰重型火箭几乎无异,而其区别仅在于猎鹰1号仅含有一个一级推进器,而猎鹰重型火箭有三个。

因为有27台梅林引擎,猎鹰重型火箭的引擎平台得能够举起2000顿的重量,相当于1100辆汽车(堆起来得有1.6千米高)。猎鹰重型火箭将于2016年进行首次发射,它的有效载荷比其他任意火箭的两倍还多,而每单位有效载荷的价格为史上最低(ULA每次的发射成本是它的三倍,而有效载荷却比它的一半还少)。如下是行业内最高负荷火箭的有效载荷对比。

2)轨道卫星数翻四番

完全如是。几个月前,Musk宣布SpaceX将在西雅图开始卫星生产工程,并在2030年前向近地轨道投放4000颗互联网卫星(3倍于当前轨道卫星的数量)。他的初衷如下:

  • 提升科技水平以降低成本。以今天的科技水平来看,一颗卫星的造价大约是2500万美金,而其发射成本也差不多是这个数。这使得卫星发射的风险陡增,而风险厌恶型的公司都会倾向于使用陈旧但成熟的技术以确保每颗卫星在退役前至少可服役15年。结果是,如今为我们服务的大多数卫星都是1990年制造的,采用25年前的技术。SpaceX旨在厘清如何显著降低卫星制造成本,发挥其潜能以降低发射成本,并将最先进的卫星发送到轨道中,且能够频繁发射与更换。
  • 将互联网向全世界开放。我曾采访过SpaceX分管航空电子工程的高级副总裁Rajeev Badyal,他正好负责卫星项目。他解释了由4000颗太阳能供电卫星组成的星座计划,卫星间将智能协作,覆盖地球上的每一个角度,将互联网极速传递至迫切需要的地方。他还谈论了一些别的问题,诸如地球上享受优质互联网的地区实在少得可怜(仅有欧洲、美国、印度及东亚的部分区域等),这项计划将颠覆其他地区的上网方式,尤其是偏远地区。客户只需要一个仅有披萨盒大小、能随意安置在室外的接收器就可以享受最快的互联网体验,无论他在北极、太平洋、珠穆朗玛峰或其它地方。他还指出了卫星的其它用途,诸如将摄像头与卫星相链接以接收犯罪报告、实时Google地图、天气情况等等——你能想到的任何事。
  • 更多愤怒的大型企业。时代华纳有线电视及康卡斯特合并后形成了一个庞大、劣质的垄断型企业,这不正是Musk努力竞争的对手么?Musk在声明中提到,如果你受困于时代华纳有线电视或康卡斯特,SpaceX将向你提供一个抛弃它们的大好机会。(这深受大众爱戴。)
  • 有利可图。从销售卫星至发射卫星创造的营收,SpaceX有太多可以赚钱的地方了。解决火星上的互联网问题。过去,网线是解决联网的办法,而在未来,我们可能会去火星,那里没有网线,怎么办呢?Musk计划在今后将SpaceX制造的互联网卫星环绕火星运行,将高速互联网服务带到未来的火星侨居地上。

3)载人太空旅行

2014年,与往常一样,美国及俄罗斯交恶。这一次,俄方认为倘若能将克里米亚收归俄罗斯治下将是一件非常带感的事情,而美方的回应则是制裁俄方的太空计划。俄罗斯副首相在其Twitter中写到:

在复盘了美方针对我方航空行业的制裁后,我建议美方用蹦床将他们的宇航员送到国际太空站。

真会玩。

当曾经伟大的航空计划变得蹩脚以至于无法再将本国的宇航员送上太空时,结果就是这样。你必须依靠那些让你不爽的国家,这会令你陷入窘境。

中国是另一个能送人上太空的国家,而美国对中国的不爽更远甚于俄国,以致于中国宇航员被禁止在国际太空站的「酷小子俱乐部」旁遛弯。这就好比村里有三个实力不分伯仲的社会大哥,但很尴尬的是,其中两个大哥是有车一族,而没车的那位大哥每天得蹭车出去作威作福。对于这位没车大哥来说,真悲催。

不久后,Elon Musk发布了一条twitter:

看起来,现在是宣布龙飞船 2号上市的最佳机会,该项目是SpaceX与NASA紧密合作的成果。我们再也不需要蹦蹦床了!

航天飞机计划已于2011年完结,一段美国没有能力进行载人太空飞行的时间开始了。下一代航天飞机式的全美太空计划将创新性的命名为「空间发射系统(Space Launch System」,其中包含猎户座飞船,而这个计划的正式开始日期已延期至2021年。在2021年之前,美方不希望依靠俄方,因此,为了向太空送人,NASA同时面向私人承包商公开招标。最终,NASA将总额68亿美金的合同分包给了波音(合同金额为42亿美金)及SpaceX(合同金额为26亿美金)。

2014年5月,SpaceX发布了的第二个版本,即龙飞船2号。

第一代龙飞船很酷,它是唯一完好无缺回到地球的航天器,它还是世界上唯一能将货物运送至国际太空站的可操作航天器。但是,龙飞船2号更酷。

龙飞船2号能够在不依靠ISS机器臂的条件下实现货物的进出站。

龙飞船2号内设座位及触摸屏(现如今的许多宇宙飞船设计于上世纪60年代,且像老式收音机那样配有按钮及握杆)

但是,引擎才是龙飞船2号最酷的地方。这艘宇宙飞船配有8个超功率的小型引擎,称作SuperDracos,其每一个小型引擎都能承载4辆车。 SuperDracos的设计别出心裁,利用3D打印技术完成全部制造过程,其火箭一级推动器也是采用这样的方式制造。下面,请欣赏一段引擎点火的视频。这实在太好看了。

龙飞船2号的SuperDracos主要有3个用途:

太空中的手动操作动力着陆(稍后将进行详述)假使出现问题时,直接推出宇航员

第三点对于宇航员的安全十分重要。即便是最好的火箭有事也会出现事故,而且通常是灾难性的那种,正如SpaceX刚刚证明的那样。龙飞船2号的保全系统确保了飞船在爆炸前宇航人员仍可逃生。假若在发生两次太空灾难时的航太器具备这项功能,那么宇航员就会幸免于难。如下是龙飞船2号保全系统的运行测试试验,这也是我十分欣赏它的部分原因。

推出力量的大小很难通过视频来理解。那8个SuperDracos的动力如此强大,以致于就好比它们在2秒钟之内将龙飞船后移了半个足球场这么远,5秒之内跑完0.5公里。此外,在其他载人航天器具备保全能力前,它们仅仅在发射时具备弹出功能,而龙飞船2号的保全系统在进入轨道前一直都能够工作。

根据计划,SpaceX与波音的首次载人航空飞行将于2017年发射。但是目前,美国参议院却正在向NASA施加压力以逼迫它猛砍经费,这可能会将计划推迟至少2年。

这也是SpaceX的运作方式及盈利模式。货物运送业务达到了预期的效果,SpaceX具有不错的盈利性,也应该采取长期的稳妥发展。日前,Google及Fidelity的一笔投资,将SpaceX的公司估值定价为120亿美元。

但Musk表示,他最担心的是,SpaceX将断送于那些只在乎短期蝇头小利的人手上。因为正如我们在前面所阐述的,我们讨论的仅仅是SpaceX从事的是什么事业,而非SpaceX实际在做什么。

SpaceX实际在做的,就是自猎鹰1号研发过程中就已经发生的事。你能够利用猎鹰9号直接开始配送东西至空间站。这项惊人成就即是SpaceX的杰作。

然而,由于价格低廉,SpaceX将被视为渐进式改善,并非是颠覆性的变革者。

SpaceX实际在做的事情十分重要——他们正在从事创新,假使他们成功,将会显著减少火箭发射成本,且完全改写人类在太空的未来,使得移民到其他星球变得可行。

SpaceX真正的颠覆意义在哪里?

1)运送更多人

猎鹰火箭家族目前是SpaceX的赚钱利器,但无论是猎鹰火箭还是龙飞船将来都不会做为运送人类到火星的工具。

首先,龙飞船类似于汽车中的SUV,去一趟火星最少需要三个月,因此并不是一个好工具。

其次,如果你想一站到底开到火星,你得一次捎上一大批人。

这也是为什么SpaceX长远计划中要将猎鹰9做成热狗模样的原因。

火星殖民运输机(以下简称MCT—译者注)

MCT火箭的体型将十分巨大,动力也比现在SpaceX的动力引擎Raptor更强大,其太空舱至少可以承载100个人。

所以,如果SpaceX能做到这些,Space X的成本至少可以降低到20倍。

现在我们需要考虑再降低1000倍的事情。

对SpaceX来说还有一件事情,尽管猎鹰火箭通过创新已经将发射成本降到全行业标准成本的五分之一,但Musk预计未来几年,猎鹰火箭发射成本降到全行业标准成本的十分之一。

一个相对大一点的太空仓可以有效降低每个人通往火星的车票价钱,但这对目前商业化的火箭发射没有任何意义,也无法让更多的人有能力支付前往火星的机票,也无法解决Musk口中「太空探险的基础难题」。

2)可重复使用

用一种截然不同的idea想象一下现在的航空工业:飞机只飞行一次。每一次飞行都是崭新的飞机,在完成飞行之后,乘客步出航站楼,飞机就分解成金属碎片以及可重复使用的部件,经返厂翻新后再用于新的飞机。

建造一架飞机大约需要花费3亿美金来。在这种新模式中,除了支付全体乘务人员的时间成本以及燃料成本,航空公司还需要花费额外的3亿美元给每一次航班建设一架飞机。事情会发生怎么样的变化呢?

首先,会几乎没有可用的航班——日程受到飞机制造速度的限制。其次,芝加哥到圣弗朗西斯科的往返票价可能需要花费150万/人。为了经济!

空军一号仍然存在。发达国家会有少数的航空战队。部分政府可能会为了执行某些科学实验而进行飞行。有着百亿美元身家的人可能会飞的比较多,但只有10亿美元身家的人可能无法承担。你呢?你可能会一辈子都没坐过飞机。

眼见这种情况,人们清楚断定没人愿意出门打飞的。政客们会反对将众多政府资金投入到这一昂贵的活动中。大部分人甚至不会完全了解飞机是如何工作的,他们也不会浪费任何时间来想象一下,如果每个人都能使用这些飞机,世界将会变成什么样。这根本构不成话题。我们会乘汽车、铁路、轮船来旅行,就是这样。

人们猜想,太空梭系统或许「可重复使用」。但是,太空梭有3个部分——航天飞机,这部分完全可以再利用;火箭,虽然技术上可以再利用,但是花费9个月的时间来翻新,没有任何实际价值;还有巨大的橙色气体罐,这部分几乎无法再利用,在发射后迅速转变成垃圾。结果是,太空梭运输成本高达每人1.6亿美元(每个宇航员超过2亿美元),这太可笑了。

建造更大的飞行器,再加上SpaceX的成本节约革新,理论上说,事情有了转机,花费减少了2个数量级——5000万美元每人。这一花费假定每次飞行都必须建造新的MCT.

SpaceX第一个游戏是研究如何发射东西到轨道上去。现在他们在玩一个新的,更有难度的游戏——可重复使用。如果SpaceX能够创造出他们称之为「完全快速可重复使用火箭系统」的东西——只给发射留下燃料、维护和内部支持系统的费用,就像飞机一样——这将会使太空飞行减少100倍的花费。可能更多。

Juncosa向我解释,最重要的一步就是掌握如何将猎鹰号第一级着陆。这是最重要的:因为第一级的花费与一架大型喷气飞机相当,占用了火箭总花费的大头(特别是引擎)——如果他们在这一点上成功了,这将是巨大的一步进步。他们会向世界展示,包括目前非常怀疑的航空航天工业,重复使用确实是可能的。他们会画出一幅蓝图,其他的火箭制造商能根据这幅蓝图减少他们自己的花费——并开启太空旅行新纪元。

以下是如何着陆第一级的预想:

说到「燃烧」,意味着一个单一的主引擎点火了(中间的那个)。在发射时,由于重量是如此重要(几乎没有地方添加额外的重量,否则火箭就无法将有效负载送入太空),火箭需要足够的燃料来支持3次燃烧。第1次是用来阻止火箭的弹道(比如自然情况下的圆弧),并引导火箭朝向着陆区。第2次用来减速——从每小时3000英里降到每小时550英里(每小时885公里)——这样,它就不会在大气中烧起来。第3次是用在着陆平台正上方,使它减速到每小时5英里(每小时8公里)。

由于天气不断变化且无法预测,火箭里有很多软件来监测外部压力并调整轨迹。火箭有小的襟翼,叫做「网状尾翼」,打开并引导火箭(网状尾翼和着陆腿也会减缓火箭速度,将最终速度减少一半。)网状尾翼在大气中运作,但在太空中没有空气,网状尾翼就没用了,因此火箭用「冷气体推进器」引导发射——小型氮气喷射器,从火箭发射而出。

如果所有的一切按计划进行,大约发射九分钟后,火箭就会着陆在大海中漂浮的平台上,大概位于发射点200英里以外。

这很困难。如果你按比例缩小,这就像将铅笔抛过摩天大楼的顶部然后使其落到地面的鞋盒上——而且是在大风天!SpaceX 将控制火箭在大气层中下降的难度比作「在暴风雨中平衡你手中的扫帚」。《大众机械(Popular Mechanics)》杂志称其为「扣人心弦的紧张的杂耍(a tense juggling act),数千部件中的任何一个都能致使整个系统陷入混乱。如果火箭最后能在驳船上软着陆,这是因为成千上万、详尽到难以置信的自校让猎鹰9号在混乱中保持镇静。」

为了提升性能,SpaceX创造出一级火箭(a first stage rocket )「蚱蜢」。2012年,他们成功将「蚱蜢」发射到12层楼的高度,停留几秒钟,然后顺利让它回到发射点。

在接下来的两年里,他们把「蚱蜢」发射得越来越高,直到最后将真正的猎鹰9号第1级发射到空中1公里并让其返回平台。

最后,真正发射的时候到了。在2015年1月,SpaceX 进行了一次常规发射,第一级穿越了大气层并试图着落。这是当时的情况:

接近了!这就是众人所谓的急速非预期拆解(a rapid unscheduled disassembly)。

他们本来打算在2月进行第二次试发射,但是由于天气原因取消了。4月他们有了第二次尝试的机会,然后发生了这个:

几乎快要成功了,但是火箭像个混蛋一样翻倒然后爆炸了。

第三次尝试原定于6月……但是我们都知道6月发生了什么。(指火箭发射失败,爆炸解体。——译者注)

如果你现在才碰巧看到这个,你应当得觉得自己很幸运,因为这还没发成功。你可以现在开始跟进,可以现场看看他们什么时候能第一次创造历史。2015年应该会有更多的尝试。如果以史为鉴,一旦SpaceX成功一次,他们很可能会次次成功。

奔向火星:人类可以做这个「梦」

今天,没有人讨论火星,也很少有人会把火星看成近期与我们有关的事情。但是,除非我遗漏了什么重要的事,或者发生了某些无法预知的事,那么,在未来的10年至20年里,人类一定会开始走向火星。你能在寿终正寝之前去趟火星。疯狂的事情就近在眼前。

这样的话题总会让人难以接受,因为每当你开始思考它,你大脑中就会有个声音回荡:「不,还是算了。」了解SpaceX正在做的事情以及他们这么做的原因,有助于帮助你从认为人类移民火星是荒诞的转变到从逻辑上接受这一想法,认为这迫在眉睫,并且很可能真的会发生。但是,这和相信它一定会发生之间还是有一段距离。当你在读这段话时,即使你相信你读到的每一个字,如果你立刻要与别人打赌20年内人类是否会移民火星,赌注是1000美金,你还是有很大的可能性会持反对意见,因为在内心深处,你的大脑并没有真正接受这件事。这很正常——你的大脑是基于经验的,经验告诉大脑,移民火星并不是人类会做的事情。

但是,我很肯定,在接下来的几十年里,出于很多原因,你的大脑一定会大吃一惊。如果你接受这种可能性,那么,请你试着接受这个标题为「第三阶段:移民火星」的叙述是真实的,也是基于事实的。

从这里开始的一切都是基于Musk和该领域内其他人的猜测。以下是这些人对将要发生的事做出的最好预测:

在载人实验之前,将会有一个初步阶段,SpaceX会向火星派出无人飞行器。Musk告诉我,第一步将是「向火星派出一艘自动飞船,确保它能到达火星并返回地球」——这将在2020年前进行。接下来,将有若干次无人的货运任务,将各种设备、居住设施和供给送上去,这样,当第一批移民到达火星时,至少不会那么容易死掉——他们将需要水,一个可以居住的地方,还要有工具来从火星的物质中提取可供呼吸的氧气,以及改善火星土壤种植庄稼等等。

接下来,就准备大干一场了。某些人——可能是SpaceX,可能在十年内——将会向火星派出第一批人类成员。那些不到50岁的人常会懊恼自己没有经历1969年登月计划的热潮——现在你终于迎来了大好时机。未来火星版的尼尔·阿姆斯特朗(译者注:登月第一人),如今正生活在地球上的某个地方。现在并没有人知道他们是谁——他们自己可能都不知道——但是不久之后的未来,地球上的每个人都会传颂他们的名字。

这将是一件真正的大事。

继人类第一次踏上另一颗星球之后,这将成为人类所到达的最远疆域。

SpaceX的未来

改造火星

鱼需要生活在海洋中。它们整个生命都以海洋中的生命为基础。如果你把一条鱼从海中捞出,几分钟后它就会死亡。

地球上的大气层就是人类的海洋。我们身体上的每个细胞只能在地球表面的特定条件中才能正常运转——我们站在火星表面的行为就像一条鱼被抓住,然后扔进船上的的桶里。

当你买了一条宠物鱼,你要在房间里布置一个鱼缸,创造一小片类似海洋的环境让鱼生活在其中。当我们最开始到达火星时,我们生活在「玻璃穹顶」中——也许是下图中这样。

我们的「玻璃穹顶」就是地球表面环境的一个小的缩影,它可以根据我们的喜好以及我们种植的食物的习性来调节气温、气压、氧气密度和太阳辐射。如果不是望向玻璃天花板时你看到外面红色的天空以及你跳起来时会蹦得非常高,你也许会忘了你其实不在地球。

如果只是短暂的计划,一个「玻璃穹顶」ke yi足够运转良好。但是在火星上生活不是一个短暂的行为——我们要的是可以在火星上繁衍生息上千年。这也是为什么Musk把火星称为「一颗需要修缮的行星。」

所以殖民火星的下一个挑战将会更加艰难——我们必须把火星变成我们的家。

对此我们有一个特定的词——地球化。地球化一个行星意味着把它的环境改造成和地球上一模一样。这需要科技的力量——有了足够的力量,我们就完全地可以地球化一个行星。

当然,我们应该怎样执行这项高度冒险的行为,目前我们只有少量潜在的策略。但基本的步骤应该这样进行:

1)融化火星南极的大量冰山。

火星上的冰块(融化后)足以形成一个11米深的海洋覆盖整个行星表面。如果我们可以融化它,就会引发一系列连锁反应。我们融化一部分冰块后,就会有很多溶解在冰块中的二氧化碳被释放,同时,现在是液态的海洋会蒸发出水蒸气。这些温室气体会使大气密度增加从而开始吸收越来越多的太阳能,这样会进一步使整个温度升高。整体气温只要达到4摄氏度就足以触发温室效应。

2)通过向空中注入大量温室气体来提升速度。

人类可以通过创建把火星上的元素转化成温室气体——基本实现光合作用工业化的工厂来加快这个过程。二氧化碳可以发挥作用,但是科学家脑中有其他专门设计的气体来吸收太能能——比如甲烷和氟氯碳化合物(CFCs)。

3)种植植物。

我们可以从能在一些极端地区比如南极生存下来的微生物开始,然后再运进去一些简单的类似于苔藓的植物,最终会形成一大片常绿森林。

然后,其他事情就会自己运转起来。NASA行星科学家 Chris McKay说到:「你并没有开发火星,你只是让它热身了一下,撒下了一些种子。」换句话说,如果你做到了以上3个步骤,最终,这些就会发生:

当上述那些开始接连发生,我们生活在火星的问题就会开始得到解决。火星上会有天气变化,气候寒冷、气压降低,但是适合居住——随着时间的推移所有的事情都会越来越好。人们即使没有太空装备也可以在外面行走。但是如果没有面罩,还是不能待好长时间。这把我们带入到火星地球话最艰难的部分。

4)使空气变得可呼吸

由于光合作用工厂和新植物生命体真正的光合作用,火星上的氧气密度会不断增加,但依然很缓慢。基于现有的科技述评,这一步(使空气变得可呼吸)在一两个世纪内无法达到。科学家计算,使火星上的空气变得可呼吸大约需要三百年到几千年。因此,除非科技突破,否则,往下好几代生活在火星,在外面都需要带上面罩。

有一天,大约在1000年以后,火星已经被完全地球化。当那天到来时,你会看到这样的画面:

也许你不知道你在看到的到底是哪个星球。地球和火星会变成两个很平常的地方,之间隔着大约3个月的路程——就像100年前的美洲和欧洲,当时还没有飞机可以让你在它们之间来回穿梭。有人可以选择居住在地球但是在火星上大学;火星上一对退休夫妇可以决定到地球上进行一次探险旅行;公司可以在两个星球都设一个总部;地球居民和火星居民可以保持紧密联系,可以发邮件、发短信、看对方的影视节目(尽管不能打电话和Skype——因为数据传输受到光速限制,从一个行星上发出的信息需要3到22分钟才能到达另一个,这取决于它们之间的位置距离)。

以上所以都是有可能。在这个主题的一篇论文中,航空航天专家Chistopher McKay和Robert Zubrin总结为「可以通过21世纪的科技实现对火星环境的巨大修整。」

超越火星

总有一天,这个震撼人心的视频将会成真:

 

当专栏作家Ross Andersen(译者注:万古杂志副编辑,科技哲学领域作者)询问Musk关于越过火星到达太阳系其他空间的前景时,Musk乐观地回答:「如果我们能建立一个火星殖民地,我们几乎就能殖民整个太阳系,因为届时我们将拥有强大的经济实力来完善太空旅行。我们将到达木星的卫星,至少可以轻松的到达外部的几个卫星,或许会到达土星的卫星土卫六(也称泰坦星),以及其他小行星。一旦我们具备了那种经济实力,以及地球-火星的经济系统,我们将能触及整体太阳系。」

但他也补充到,「关键在于我们必须完成这项火星计划。如果我们未来有任何机会将物资运送到其他星系,我们应该聚焦于成就一种多行星文明。那将是下一步。」

那样的话,殖民火星的重要性就不仅仅在于我们的对外扩张以及为地球做次备份,还在于殖民火星将让我们成为这样一个物种:知道如何向新行星扩张以及将它们地球化。这将赋予我们一项最为重要的技能,从而使我们这个物种经久不衰。

如果有充足的时间,我们将向太阳系的其他星体进发,并将把它们地球化,将其变成我们人类可以称之为「家园」的地方。这会开启许多不可思议的可能性。就像头顶木星光芒穿越森林。

或者有一天,我们在海滩望着天际之外的土星。

太阳系可能会变成属于人类的一个广阔世界。或许木星的卫星土卫二将变成太阳系的科技中心;土星的卫星土卫六将变成专属的娱乐产业聚集地。或许有些人的一生将在一个天体上度过;而有些人会成为狂热的星际旅行者,吹嘘自己曾踏足过12个天体。或许太阳系「国会」将会把《地球历史》纳入到学校的必修课中,所有的学生们在成长中会伴随一个内心的渴望——有朝一日能去探访那个被此时已被称为「文明摇篮」的那个星球,去看一下庞大的动物、著名的城市和古遗迹。

向内扩张

我们不会就此止步。穿越太阳系会给我们带来大把时间,而这些时间将为我们带来更加神奇的新技术,在某种程度上来说,我们将有能力开启通往其他恒星的旅程,那些恒星也是由许多像地球一样的行星环绕着,到那时我们将变成多太阳系文明。就像17世纪最早开辟新大陆的移居者,以及21世纪最早殖民火星的开拓者,首先,只有最勇敢的人才会踏上耗时若干个十年的迁徙。和过去一样,随着时间的推移,将你的家庭移民到其他「太阳系」将变得非常常见。

由于光速的限制,一些人和他星际旅行的朋友的交流能够每天更新,但是他们得到的信息却是朋友生活中十年前发生的事情,同时,如果我们回复一个问题,他们需要为了那个答案等上20年之久。距离的存在将会把人类彼此孤立,随着长期进化,在不同「太阳系」生活的人们将不再是同一物种。

在这个渺小而卑微的地球上,人类的意识之光闪耀了几百万年,而它终将穿越银河前往其他星系,分化成上万种迥异的生命形态。世系的大部分生命都是在朦胧中起源,但那些深知自己历史的人将会向你讲述大跃迁的故事,那是古代历史长河中的一个巅峰时刻,就在那时,他们的祖先脱离母胎,变成了征服者。

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