spacex星际飞船性能(它能飞出太阳系吗)

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9月28日,SpaceX向公众展示其新一代星际飞船。

​2019年9月28日,美国太空探索科技公司(SpaceX)执行长埃隆·马斯克向全世界首次展示了刚组装好的“星际飞船”(Starship、或称星舰)原型机 MK1,一枚“猎鹰”运载火箭被竖立在旁边作对比。MK1长达55米,直径9米,载重负荷150吨,是 SpaceX 专为深空探索设计的载人星际飞船,最多能搭载100人进行星际旅行。

马斯克27日还在推特上十分兴奋的写道:“星际飞船将使我们能够居住在其他世界。使我们所知道的行星有生命存在。”

其实,飞向地球以外的世界,自古以来就是人类的最大梦想。早在公元两世纪,居住在希腊的亚述人作家琉善的奇幻短篇《信史》(True History),便讲述了怎样游历月球 ;19世纪,科幻文学出现更多关于星际旅行的内容,甚至是想象性的时间旅行,例如英国小说家赫伯特·威尔斯在1895年出版的《时间机器》。

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着陆在木卫二表面的行星际飞船概念图

何谓星际飞船?

严格来说,星际飞船(星舰)是一种仍然处于理论研究阶段和科学幻想小说中,用作恒星际旅行的交通工具。科幻小说中星际飞船的动力来源多半为超光速推进的引擎(如曲速引擎),或者借由穿越超空间的技术来达到超越光速的速度。

现实中人类还创造不出足以担负星际旅行的机具。而一般用来做太阳系行星间或轨道飞行的机具只能称其为航天器。星际飞船上必须得有人驾驶,并且能以不超过宇航员寿命期限,就到达目的地恒星系。但这一技术或许只属于同现实地球无关的可能外星文明,假设外星人不以地球或太阳系为基地,凭借相距较近的恒星(短于一光年)展开“跳岛式”的星际探索和移民活动。

目前,虽然美国国家航空航天局(NASA)的“旅行者”号和“新视野”号飞船已接近飞离太阳系边缘,但通常不认为它们是“星际飞船”。首先因为它们无动力也无人操作,再就是其速度需要上万年才能够真正离开太阳系边缘奥尔特星云,相信当飞船到达其他恒星系时(约数万年后)寿命已耗尽。

在马斯克进入太空领域以前,有志于太空探险的宇航工程界先驱很早便利用现代科技或在不久的将来可预期的科技,着手进行多个星际飞船的先期设计或可能性研究。如“恩兹曼”飞船、“星缕”计划、“星际”种子、“女武神”计划、太阳潜水员等。比较著名的则有“代达罗斯”计划、“猎户座”计划(Project Orion)、“远射”计划(Project Longshot)、突破摄星、百年星舰及伊卡洛斯工程等。

突破摄星

突破摄星是由“突破”计划提出的太空探索项目,旨在研发名为“星片”(Star Chip)的光帆飞行器,以期能用五分之一光速(每秒6万千米)、经过约20年的航行时间抵达半人马座α星,并在到达后再经过约4年时间向地球传回信息。

英国物理学家史蒂芬·霍金生前与投资人尤里·米尔纳于2016年4月12在纽约共同启动该项目。“突破摄星”初期投资为1亿美元,最终耗资估计达50亿至100亿美元。

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构想中的代达罗斯计划的核动力宇宙飞船

代达罗斯计划

“代达罗斯”计划是英国星际协会(British Interplanetary Society)在1973至1978年之间倡导的研究计划,考虑使用无人太空飞船对另一个恒星系统实行快速探测。当时希望研发出核动力引擎作为飞船动力,并前往6光年之遥的巴纳德星。

伊卡洛斯工程

“伊卡洛斯”工程(Project Icarus ),由英国星际协会和伊卡洛斯星际组织联合推出,最终目标是建造一艘具备恒星际航行能力的无人飞船,前往距离太阳系最近的恒星系统勘察,理论上星际航行将耗时100年。伊卡洛斯星际组织的另一个项目叫“海柏利安”计划。

百年星舰

美国国防高级计划研究局(DARPA)与NASA合作的一项星际旅行计划。该计划于2012年1月启动,目标是未来一百年内使人类能够进行恒星际旅行。

相对论对高速亚光速飞船的设计影响重大,此类飞船将是以接近光速的速度飞行,在极远的未来人类可望从远离地球的高密度恒星区出发,驾驶亚光速的飞船实施星际旅行。

但宇航员在飞船中流逝的时间,相对于飞船外的时间座标系来说,流动极慢。若以星际飞船内部的航行时间作为参照系,甚至可使船员在正常寿命内,即可抵达外界宇宙的末日。

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一种世代飞船的概念设计

​当星际飞船以接近或低于光速的速度作星际旅行时,通常需要用到冷冻睡眠技术,而星际间那看不到尽头的征途,常常得依靠多个世代的宇航员以在飞船中持久生活的方式,才能接力完成。

这样一来,星际飞船或会配备冷冻睡眠舱,让成员进入人工冬眠状态后,长期在太空中自动巡航;再就是超级巨大的世代星际飞船(宇宙都市式飞船),其成员将近乎永久的居住在飞船空间里,他们除了驾驶飞船更要生养下一代的宇航员。当飞船抵达目的地时,踏上外星球的宇航员却是出发时那一代宇航员的后世子孙。

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SpaceX飞船星际航行概念图

星际航行:人类的终极梦想

就像大航海时代的人们孜孜以求的是如何漂洋过海去发现已知世界另一端的新大陆一样,如果我们能把21世纪称作太空时代到来的前夜,那么,星际航行将是本世代人类的最终梦想。

星际航行分行星际航行和恒星际航行。行星际航行或行星际旅行指在行星系内的行星之间旅行,一般又局限于太阳系内的行星之间。其中,因载人飞行的行星际航行必须维持生命保障系统,成本极其高昂;而重量较轻的无人飞船(太空探测器)则成了太阳系内行星际航行的主力。

但无论是行星际航行还是恒星际航行,飞船速度都取决于采取何种推进方式。行星际的推进方式有:

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重力助推的简化模型:飞行器获得的加速度为行星速度的两倍。

重力助推法

太阳系中,因飞往内行星(水星、金星、地球和火星)的飞船轨道方向是朝向太阳的,所以其可获得加速度;而飞往外行星(木星、土星、天王星、海王星和冥王星)的飞船是背向太阳飞行的,故其速度会逐渐降低。重力助推的简化模型是:飞船获得的加速度为行星轨道运行速度的两倍。使用火箭助推是为飞船加减速的重要方法之一。但是火箭助推需要大量燃料,燃料具有重量,故而火箭的抬升功率必须随着负载重量的增加而呈指数增加。

而使用重力助推法,飞船则无需携带额外的燃料就可实现加减速。在条件适宜的情况下,大气制动也可用来实现飞行器的减速。如将两种方法结合起来使用,更能最大程度的节省燃料。

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霍曼转移轨道为图中编号2的半椭圆轨道

霍曼转移轨道

是一种变换飞船轨道的方法,途中只需两次引擎推进,相对节省燃料。飞往火星和金星的飞船一般使用该方法。

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太空船使用大气制动

大气制动

飞船使用目标星球的大气层来减速,但大气制动的动能会转换成热量,因此飞船需防热结构,以防止燃烧。

热核火箭

热核火箭和太阳热能火箭一般使用氢气,并加热到很高温度,然后通过火箭喷管形成推力。美国原子能委员会和NASA曾发展NERVA计划,论证了核热力火箭可以成为太空探索任务的一项现实可靠的工具。NERVA的最主要使命是“为太空任务提供核动力推进系统的科技基础。”

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太阳帆构想图

太阳帆

使用巨大的薄膜镜片,以太阳的辐射压作为飞船推进力。太阳帆能帮助在轨道上的飞船调整飞行姿态,或是对轨道做出少量修正而无须耗费燃料。

电力推进

电力推进系统使用外部电源,例如核反应堆或太阳能电池来发电,加速化学惰性推进剂速度,并在力量上超越化学火箭。

空间电梯

最初由俄国科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在1895年提出。随着近年纳米技术取得突破性进展,建造一部空间电梯的现实可能性已大增。预计其建造成本约100亿美元,远少于国际空间站或太空飞船计划的投资。

离子推进器(离子推力器)

离子发动机原理是先将气体电离,然后用电场力将带电的离子加速后喷出,以其反作用力推动火箭。离子发动机缺点是推力很小,现有的离子推进系统只能吹得动一张纸,无法使飞船船脱离地表,且只能应用于真空的环境中。

离子推进器即使在太空中也需很长时间完成加速,但其在经过长时间的持续推进后,将会获得比化学推进快得多的速度,这使离子推力器能被用在遥远距离的星际航行中。

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南门二:离地球最近的一颗恒星

恒星际旅行

因远非人类科学技术所能企及,恒星际旅行指在恒星或行星系统之间进行假想性的载人或无人太空旅行。

恒星际旅行的难度远高于行星际航行,而一切的困难都来自于距离。太阳系内行星间的距离是不多于30个天文单位(149,597,870,700米/天文单位)的,恒星间的距离却往往是以百上千个天文单位计,而且大多时候是以光年作单位。

在距离地球20光年以内分布着59个恒星系统,以及81颗可见星,它们可作为未来人类星际旅行计划的主要目的地。部分如下:

南门二,距地球4.3光年,是离最近地球的恒星系

含三颗星(G2, K1, M5),G2 为 G2 恒星,与太阳相似。2016年8月24日,科学家发现了此星系中一颗的类地行星比邻星b,它位于比邻星的适居带内。

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巴纳德星

巴纳德星,距地球6光年

小型,低光度 M5 红矮星,是离地球第二近的恒星系。

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天狼星

天狼星,距地球8.7光年

大型, 由高光度 A1V 主序星与另一颗 DA2 白矮星组成的联星系统。

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天苑四

天苑四,距地球10.8光年

单个 K2 型星,比太阳小一点和冷一点。它有两道小行星带,可能有一颗巨大的及一颗稍小的行星,并或具有类似太阳系的行星系统。

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天仓五

天仓五,距地球11.8光年

单个G型主序星,与太阳类近,很可能有着一个类似太阳系的行星系统。现有证据显示,系内的5颗行星之中有两颗在适居带。

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蛇夫座V2306

蛇夫座V2306,距地球约14光年

该星座内的行星沃夫1061c ,是人类迄今发现的太阳系外部最近的潜在宜居行星,其大小为地球体积的4.3倍;它或有着岩石地形,并位于可能具备液态水的适居带之内。

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格利泽581

格利泽581,距地球20.3光年

多行星系统。系统内已被证实存在的行星格利泽 581 d,与另一颗未被证实的行星格利泽 581 g,位于该星系的适居带。

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格利泽667C

格利泽667C,距地球22光年

多行星系统。系统内已被证实存在的行星格利泽 581 d,与另一颗未被证实的行星格利泽 581 g,位于该星系的适居带。

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织女一

织女一,距地球25光年

一个可能仍然处于行星形成过程中的年轻恒星系。

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TRAPPIST-1

TRAPPIST-1,距地球39光年

新发现的恒星系,其内有7颗可能含有液态水的类地行星。这项发现是人类找寻宜居星体的重大突破。

由于恒星间相隔辽远,恒星际旅行速度必须达到光速的一个相当高的百份比,或者要花上很长的旅行时间,用数十年至一百年,抑或更久。

以人类现时及可预想未来的太空飞船推进技术,是没有办法满足恒星际旅行所需速度的。即便具备假想性的在理论上达到完美效率的推进系统,其所需的动能对于当今的能量生产标准依然是不可想象的。此外,飞船与宇宙尘埃、气体的碰撞,也将对人类乘客和飞船本身产生危险影响。

多少年来,人们提出了诸多策略来实现恒星际旅行,个中有大至携带整个生态系统的巨型架构,小到微细的空间探测器;人们又提出了不同类型的飞船推进系统,以满足速度之需。比如核动力推进、射束供能推进(Beam-powered propulsion)和其它基于推测性物理学的先进方法。

但绝大多数星际旅行的概念,都建基在一个发达的太空物流系统上(Space logistics)。能够将数百万公吨的物体移动到某个建筑或操作地点,并动用上千兆的电力来满足建筑或动力需求是必要前提。如“星缕”计划(Starwisp)或“光帆”计划(LightSail 2)中的星际旅行概念。

假如太空太阳能发电可成为地球能源结构的重要组成部分,太空物流系统就能自然的顺势发展成熟。星际航行对于高太瓦(multi-terawatt system)电力系统的需求,将催生一个恒星际旅行所必需要的每年数百万公吨容量的太空物流系统。

在恒星际旅行的飞船方面,比较成熟的构想有:

慢速(快速)无人纳米探测器

巨大的星际飞船系统虽然理论可行,但推进成本现实上是不可承受的。随着纳米技术的进步,极微观尺度的纳米级推进器或可用来帮助建造光速太空船。美国密歇根大学的研究人员正在开发纳米粒子推进器,这种技术被称作“纳米粒子场提取推进器”。

理论物理学家加来道雄则建议发射“智能尘埃”至太空,他还注意到纳米探测器的将面临磁场、陨石及其它危险,所以一次需发射大量纳米探测器,以确保至少有一个能顺利到达目的地。

世代飞船

可把世代飞船看成是一种未来人类的星际方舟,它适用于行星际和恒星际旅行。但最后到达外星目的地的人类,将是那些开始星际旅行的人类后裔。因规模巨大、生物及社会学的问题,建造世代飞船当前并不可行。

其它的飞船技术还有冬眠飞船、冷冻胚胎、跳岛策略、快速载人飞船、时间膨胀和恒久加速等。

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核脉冲推进太空船

可用在恒星际旅行方面的推进技术主要有:火箭、核裂变碎片火箭、核聚变火箭、反物质火箭、依赖外在能量来源的火箭;离子推进器;等离子推进器;核裂变动力、核脉冲推进;太阳帆;巴萨德冲压发动机等。

等离子推进器

等离子推进器(Plasma propulsion engine)的狭义定义是以推进剂(为等离子体)中的电流或电位来加速推进剂,即不单独用电场加速推进剂者。与其相区别的离子推进器,则是运用高压电网或电极来加速推进剂。

核脉冲推进

指使用核爆做推力的技术。最早见DARPA的“猎户座”计划,1957年由斯坦尼斯拉夫·乌拉姆提议;以惯性约束聚变为起点的新提议则有“代达罗斯”计划和“远射”计划。

核脉冲推进器用塑性核弹在运载器后爆炸产生极高比冲和极高推重比,此研究方向在眼下没什么技术瓶颈,但从未测试过。原因有:航天器推力板可能因振动而破损;当前最小尺寸的核弹仍相对大;小范围使用费用昂贵;违背与核有关条约;在大气层中使用会有核辐射。

核聚变火箭

是一种以核聚变能量作为推动力的火箭。它能提供有效率且远程的太空推进力从而减少海量的燃料携带量。在未来更加复杂的磁性限制及防止等离子不稳的控制方法问世后,较小的轻型核聚变反应堆就有可能被发明出来。惯性局限融合技术可成为火箭轻量化且有力的替代选择。

对于星际航行来说,核聚变推进的主要优点是它有着极高的比冲量,缺点则是反应堆庞大的质量。但核聚变火箭会形成比核分裂火箭更少的放射线,从而能减少对防护盾的需求。

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反物质火箭

反物质火箭

将比已知其它任何火箭提供更高的能量密度和比冲。若果可以发明高效的反物质生产方法,并安全存储,反物质火箭理论上可能达到光速的百分之几十。反物质推进能让飞船以极高速度(光速的90%)前进,但如此一来相对论导致的时间扩张将变得更明显。生产和储存反物质是可行的,但是反物质湮灭将会损失大部分能量,并产生高能伽玛射线,特别是中微子。

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构想中的巴萨德推进器,其核心是一个冲压发动机,而周围一英里存在一个无形的电磁场。

巴萨德冲压发动机

1960年代物理学家罗伯特·巴萨德所构想的一种理论飞船推进设计。这种推进器就是一个核聚变冲压发动机,它利用巨大的电磁场(直径从数公里至数千公里不等)作为漏斗来收集并压缩星际物质中的氢。飞船的高速将待反应物质强迫推入磁场中,直到压缩程度到达足以发生核聚变。物质转变之后形成的巨大能量透过磁场导引至发动机的排气方向(其方向与预计的行进方向相反),并透过反作用力的原理推进飞船加速前进,达到星际飞行之目的。

那些暂时完全属于科幻性质的恒星际航行技术还有:超光速、曲速引擎、人造黑洞、虫洞等。

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理论上可达到光速的曲速引擎太空飞船

​曲速引擎或阿库别瑞引擎是一个推论性的时空数学模型,可仿造出在科幻小说里星际旅行常用的跨星际超光速航行的飞船。

1994年,物理学家米给尔·阿库别瑞基于广义相对论中爱因斯坦方程式,提出波动方式展延空间理论,并建立出一套特别的时空度规。波动方式展延空间引起太空飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张,前后所连成的轴向即为飞船想要航行的方向。

飞船在一个区间内乘着波动前进,此区间被称为“曲速泡”,是一段平直时空。但问题来了,既然飞船在泡泡内并不是真的在移动,而是由泡泡带着飞船走,广义相对论中对物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场了。

阿库别瑞提出的度规在数学上是可行的(符合爱因斯坦的场域等式),但其计算结果或没有物理学上的意义,也不一定代表人类有朝一日真的能够建成曲速引擎。

曲速引擎的假想机制还暗示了负的能量密度,是以需要奇异物质才能使用。一些科学家还称,阿库别瑞引擎理论上允许回到过去的时间旅行,广义相对论理论虽然也允许回到过去的时间旅行,但结合了量子力学和广义相对论的量子引力理论指出这种时间旅行是不可能的,他们进而否定了曲速引擎的可行性。

虫洞

或称为爱因斯坦-罗森桥,是连接着时空两个区域的通道。加入星际飞船沿着旋转黑洞的旋转轴心发射进入,理论上是可以熬过中心的重力场,并进入镜射宇宙。

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马斯克的星际飞船飞行概念图

马斯克的“星际飞船”是什么?

在讲了人类星际飞船、星际旅行及其相关技术原理后,回过头来,我们再看看SpaceX的“星际飞船”(starship、星舰)是什么?

9月28日,马斯克公布了他的星际飞船项目最新进展和路线图,预计在6个月内举行第一次轨道发射测试,在升到19,800米的高空后再回到地球。“这听起来非常疯狂。但我认为我们想尝试在六个月内升抵地球轨道。”他说:“如果设计和制造改进的速度继续呈指数级增长,我认为这在几个月之内是正确的。”马斯克并希望在2020年实现载人升空,其后目标是将人类送上月球、火星及更远的星球。

目前有两组团队正在紧张建造星际飞船的原型机,一组团队位在佛罗里达州的卡纳维纳尔角附近,另一组团队则位于南得州的博卡奇卡(Boca Chica)。而下一代星际飞船已在佛罗里达州的SpaceX工厂初具雏形。

马斯克于SpaceX旗下的“猎鹰-1”号(Falcon 1)发射11周年之际,在公司设在得克萨斯州南部偏远小镇博卡奇卡的发射基地介绍高耸入云的星际飞船MK1时说:“这基本上是太空的圣杯。”

身兼电动汽车特斯拉公司(Tesla Inc)执行长的马斯克一直在努力打造新一代SpaceX飞船,可用以载运人员及货物前往月球、火星,乃至太阳系任何一个角落,还能返回地球。至少,在太阳系内的太空旅行是人类办得到的,关键在于建成能够重复使用的飞船和火箭,更重要的是采取坚定行动,将地理意识延伸至地球之外。

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制造中的星际飞船

​而新版本的星际飞船MK1(加上“超级重型”火箭推进器)将能搭乘多达100人前进月球、火星或地球周围的其他太空目的地,它还完全可做到多次运作并且周转迅速。“我们需要这番重大突破,好成为拥有太空能力文明的国家,让太空旅行如同航空旅行一样(简单)。”马斯克说。

SpaceX安排在明年执行的围绕着月球飞行的太空之旅,在某种意义上,是向日本企业家、亿万富翁前泽友作及少数艺术家致敬。马斯克去年就曾经宣布,前泽友作将是星际飞船的第一位太空旅客,但未透露前泽支付的费用,这位亿万富翁为SpaceX贡献了一笔数额不菲的款项,以资助星际飞船项目的发展。

自马斯克于2016年9月在墨西哥举办的国际宇航联盟会议上首次向世界展示他宏大的星际探索构思后,三年间,SpaceX飞船的概念经历了数次演变。

马斯克深信,对现阶段的人类星际航行而言,火星才应该是真正的目标。在墨西哥那次会议上,马斯克发布了他所谓的行星际运输系统(Interplanetary Transport System;ITS),目的是在不久的将来登陆火星建立人类殖民地。他在今年9月28日晚间则表示:“这(星际飞船)是在火星上建立自我维持的城市的最快途径。”

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肯尼迪航天中心ITS发射效果图

​ITS,一度被称作“火星殖民运输器 ”(Mars Colonial Transporter;MCT),是SpaceX的私人出资研发计划,以设计和建造一个用于火星殖民的太空飞行系统。项目包括可重复使用的运载火箭和太空飞船、地球上用于快速火箭发射与重新发射的基础设施、近地轨道推进剂加注系统、地外科技等。ITS也被设计成有能力支持今后以太阳系中其他星球为目的地的空间探索任务,如木星及土星的卫星。

为此,SpaceX在2014年之前就开启了他们的“猛禽”(Raptor)火箭引擎研发,到2016年9月,SpaceX发表的远期计划声称,将先使用“猎鹰重型”(Falcon Heavy)运载火箭发射两艘基于“龙”飞船设计的火星探测器,为下一步的星际探索任务作准备。

ITS系统需要组装一艘可循环运用的飞船(带有两个鳍片)和一部火箭推进器,高度达122 米。火箭推进器宽度为12 米,配备42台“猛禽”引擎,而飞船配有九台“猛禽”。

SpaceX的现役“猎鹰-9”(Falcon 9)火箭搭载9台“梅林”(Merlin)引擎;“猎鹰重型”火箭则配备了27台梅林。

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“大猎鹰”(超级重型火箭)发射概念图

马斯克在2017年9月又提出“大猎鹰”火箭(Big Falcon Rocket)计划,简称BFR。主要用作远征火星、地球和月球间的往返轨道运输、行星际探测任务、可回收复用发射系统,甚而还有地球上的洲际运输等。

第一艘采用碳纤维复合材料结构的BFR初代样机自2018年3月起正式制造。同ITS一样,整个BFR计划的核心要求是制造出能重复使用的运载火箭和飞船,地面基础设施可保证快速发射与重启,以及在近地轨道部署零重力推进输送技术。但新的飞船将比现役的SpaceX飞船大得多,因装备“超级重型”运载火箭,BFR在地球轨道的最大有效载荷量将达到150吨。

BFR系统分超级重型火箭和星际飞船两级,高118米,宽9 米。第一级的火箭推进器配有31台“猛禽”引擎,顶部的第二级飞船将配7台。

然而在2018年12月,即第一个碳纤维复合材料的BFR开始部件建造之后9个月,马斯克去了一趟SpaceX设在得州博卡奇卡的发射场,突然对外宣告改变原有方案,将采取一种“违反直觉的新设计思路”。他说,SpaceX公司主要用于制造火箭结构和推进剂罐的材料将是“相当重的......但非常坚固”的金属,随后这被证明是不锈钢材料。

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星际飞船尾部的三个尾鳍细节

​马斯克在推出新设计的同一时间还推出了星际飞船(starship)这一全新的名称,他于2018年12月23日第一次对外透露,首个星际飞船试验品已经在建有好几个星期了:一种光滑的不锈钢航天器,带有三个尾鳍,高度为118 米(火箭63米、飞船55米)。

星际飞船由300系列不锈钢而非先前的碳复合材料制成。根据马斯克的说法,他改用不锈钢而不是碳纤维制造“星际飞船”的相当大原因是为了降低成本,“在这件事上,钢是最好的设计决定。”相比碳纤维,钢更便宜,约占前者成本的2%,钢材价格每吨为2,500美元,而碳纤维每吨高达13万美元。

但是马斯克更观察到钢在低温和高温环境下的特殊性能,钢材越冷越结实,从而非常适合在太空深处飞行,它还具有较高的熔点,使其在返回地球大气层的激烈再入过程中更具弹性。马斯克说:“不锈钢明显便宜,显然建造起来很快—它并不是最轻的。但它实际上是最轻的。如果你看一下高品质的属性不锈钢,不明显的是,在低温下,强度提高了50%。”300系列不锈钢的高熔点意味着星际飞船的背风侧在从外太空再入地球大气层时不需要用绝缘陶瓦,而更热的迎风面将通过允许燃料或水经由双壁不锈钢中的微孔排出以冷却飞船钢皮外表,并借助蒸发来去除热量。

至2019年3月,SpaceX取消了他们从Ascent Aerospace购买的价值数百万美元的碳复合材料生产工具,放弃所有洛杉矶港的生产计划,并关闭了复合材料制造厂。

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星际飞船的内部发动机

新一代星际飞船仍由7台“猛禽”引擎提供动力,“超级重型”(Super Heavy)火箭推进器则最多依靠37台“猛禽”来供应动力。但马斯克说,火箭引擎的数量会因不同飞行而异,而每次任务可能至少需要24台。

Super Heavy原型火箭建造始于2019年第二季度早期,实际用在第一批建造的Super Heavy火箭上的全尺寸型“猛禽”引擎不到35台,这是由于前期试飞时用不上那么多的发动机,此举还会减少在火箭试飞中一旦发生故障时SpaceX的损失。

距离墨西哥边境以北数公里的博卡奇卡,是SpaceX星际飞船3年计划期间的测试地点。但星际飞船及超级重型火箭引擎的持续测试,让1.6公里外约20多户偏远村庄居民绷紧了神经。马斯克也认识到这或将对当地居民造成严重破坏,SpaceX公司正试图将这一小镇的地盘买断。他说:“我认为博卡奇卡镇面临实际危险的风险很低,但没有到很微小。所以买下整个小镇或许会是最好办法,我们已经提出报价。”

但博卡奇卡镇所在的布朗斯维尔市却并不担心潜在的危险。该市市长特里·门德斯说,在过去五年中,已有一些游客专程前来博卡奇卡镇参观火箭发射,只是访问量还没对城市经济带来很大影响。门德斯还称,如果SpaceX把太空常规发射基地设置在小镇,那局面有望改变。如该镇仍仅是一个测试地点,那么经济好处可能不会像布朗斯维尔市所期望的那样大。门德斯代表当地人对SpaceX说:“可以肯定的说,整个社区对航天工业带来的机遇感到非常兴奋。我们很高兴能在这里了解更多有关SpaceX计划的信息。我当然希望这会对我们的城市产生可观的影响,因为我一定会喜欢的。”

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马斯克介绍星际飞船性能

​有意思的是,马斯克本人经常因SpaceX在地球上还存有许多需要解决的难题却痴迷于去火星而受到批评。

9月28日,他再一次告诉大家,我们星球上的现时问题并不是让大家停止向外看的理由。马斯克说:“当然,世界上有很多麻烦,这些事情很重要,我们需要解决它们。但是,我们还需要其它事情使我们能兴奋的活着,使我们高兴的不一定仅仅是当早晨醒来时并被解雇的事情。我们更要考虑未来,是的,未来将会很棒。太空探索就是其中之一。”

NASA局长吉姆·布里登斯廷在马斯克的星际飞船亮相前,专门发布了一条有趣的推文,他提醒马斯克,SpaceX最大且最重要的客户NASA,还在等待SpaceX完成将宇航员送上国际太空站的计划。布里登斯廷说他希望马斯克对星际飞船表现出的热情不会分散SpaceX先前对NASA的承诺。

spacex星际飞船性能(它能飞出太阳系吗)(31)

星际飞船发射模拟图

​看来,NASA最高负责人对SpaceX及波音的Starliner航天器都延误了多年很不满意,尤其是当看到马斯克宣称高调试飞自己的星际飞船后。SpaceX与全球这家最大的政府航天机构签订了合同,提供能够将宇航员带到空间站的“猎鹰重型”火箭和载人“龙”(Crew Dragon)飞船,但上述系统比预定时间表已晚了几年。

马斯克则回应称,星际飞船和超级重型火箭仅占用不到5%的SpaceX资源。他强调说:“我们的资源绝大多数用于「猎鹰」和「龙」,特别是载人「龙」飞船。”

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