瘋子or天才？伊隆·馬斯克和他的SpaceX

　　【太平洋汽車網 特別策劃】2018年2月6日美國東部時區(qū)下午3點45分，北京時間為2月7日凌晨4點45分，汽車工業(yè)史、乃至全人類宇宙探索史都將記下這一時刻——伊隆·馬斯克的愛車特斯拉Roadster跑車在SpaceX重型獵鷹（Falcon Heavy）火箭的助推下，成為了人類史上首臺進入外層宇宙空間、突破第一宇宙速度、并進入了地球至火星日心轉移軌道（Mars Transfer Heliocentric Orbit）、向地球以外的另一個行星奔去的民用汽車。

　　此外，這也標志在半個多世紀后，人類重新?lián)碛辛顺匦瓦\載火箭SHLLV。只有擁有足夠強大的火箭，人類離開地球踏上遙遠星球，征服星辰大海的目標才有可能實現(xiàn)。而上述這一切，竟然是由一家私人航天企業(yè)——SpaceX來完成的！

　　我不知道有沒有人對馬斯克說過：“你的特斯拉這么diao，那咋不上天呢？”

　　如果有，馬斯克此時可以理直氣壯地說：“沒錯，我的特斯拉就是能上天。”

　　而且，這個“天”還是狹義上的：特指航天事業(yè)中的大氣層外層空間。

 重型獵鷹火箭成功發(fā)射視頻回顧，同時用現(xiàn)場錄像和CG動畫直觀展示，可見這次不單達到了馬斯克最低的成功要求“不爆炸”，而且還成功回收兩枚1級助推火箭，基本完美達成目標。

　　如果你是資深薩博車迷，你一定記得當年薩博的電視廣告總會有薩博航空集團的JAS-39“鷹獅”戰(zhàn)機。雖說實際開起來和生產過程中的薩博汽車和JAS-39鷹獅戰(zhàn)機大概沒多少關系，但是那種“戰(zhàn)斗機氣息”給車主打的精神雞血才是至關重要的。盡管如今鷹獅還在翱翔、甚至能與殲11A過招，薩博汽車卻已仙逝。

　　不過這種精神雞血還在延續(xù)，寶馬車迷會告訴你BMW造過飛機發(fā)動機的、保時捷車迷會告訴你Porsche造過坦克、“本田大法”還造出了商用噴氣飛機Honda Jet，至于通用——那就更厲害了，當年阿波羅登月計劃搭載的月球車就出自通用之手，那大概才是離地球最遠的載人車輛——當然，這不是量產民用車，而且只有數(shù)百公里的一次性續(xù)航里程。

 薩博集團能造戰(zhàn)斗機（左上）；本田有“洪大姐（Honda Jet，右上）”；保時捷車迷都知道創(chuàng)始人是搞坦克出生的（虎式坦克，右下）；通用汽車甚至造過月球車（左下）。雖然很少人能說得出廠商如此“不務正業(yè)”對造車有啥幫助，但這精神雞血是每一位品牌車迷都愿意津津樂道的。

　　如今，馬斯克用自家的火箭，把自己名下的一臺紅色特斯拉Roadster跑車打進了MTO火星轉移軌道（Mars Transfer Orbit）。馬斯克覺得這臺紅色的跑車和紅色的火星非常般配，所以成為了重型獵鷹火箭的第一個載重物。也許你會認為這是毫無意義浪費資源的作秀行為，但不得不承認這逼裝得實在突破天際，讓馬斯克裝上二十年也無壓力。

　　能把汽車和太空事業(yè)如此緊密聯(lián)系在一起的，地球上大概只有馬斯克做到了。一頭運營著特斯拉公司玩新能源車、一頭運營著SpaceX玩宇航運載火箭，這兩個看似沒什么關聯(lián)的行業(yè)馬斯克卻一起做得風生水起。也得已讓本文作者我這個宇宙學愛好者終于有機會可以名正言順地在汽車網網站發(fā)宇航火箭的文章而不會被冠以不務正業(yè)之名。也正是因為馬斯克，許多車迷也開始或多或少聽說過馬斯克的SpaceX和他的獵鷹火箭。那么這次的重型獵鷹火箭究竟有多厲害，讓我為各位慢慢道來。

　　時間回溯至1969年，此時正值美蘇爭霸巔峰時期，而兩超級大國的一大競爭方式就是太空競賽。蘇維埃社會主義聯(lián)盟共和國，簡稱蘇聯(lián)或USSR，先后將人類首個衛(wèi)星和太空人送上了宇宙，把自認為是人類的希望和救星的美帝打臉打得啪啪響。咽不下這口氣的美國，發(fā)起了至今都讓人覺得無比瘋狂的計劃——阿波羅載人登月計劃！而就在當年，美國太空總署NASA用人類至今歷史上最為巨大的火箭土星5號（Saturn V），將載人登月艙打上了LTO（Lunar Transfer Orbit），即月球轉移軌道，完成了人類首次登上另一個星球的壯舉。

 1969年阿波羅登月計劃的土星5號是人類歷史上最強的火箭，LEO運載力達到135噸，相比之下如今的重型獵鷹也不過60多噸。但土星5號以今天貨幣價值計算單次發(fā)射成本超過10億美元，相比之下重型獵鷹的單發(fā)成本不過9000萬美元。

　　土星5號的運載力即使在近60年后的今天看來也強大得匪夷所思。其LEO（Low Earth Orbit，即近地球軌道）運載力達到了恐怖地135噸，LTO運載力達48.6噸！沒什么概念？那就對比一下近60年后的當今NASA最強火箭德爾塔4號（Delta IV）區(qū)區(qū)不到29噸的LEO運載力，不及土星5號四分之一，你就能明白近60年前的技術制造出土星5號是一件如同開掛的事情。難怪許多人至今還認為阿波羅計劃是場騙局（當然這是無稽之談了，阿波羅計劃砸的錢也不是現(xiàn)在顯得窮酸的NASA可以想象的）。

　　LEO運載力超過50噸的火箭，稱之為Super Heavy-lift Launch Vehicle，即超重型運載火箭，簡稱SHLLV。在重型獵鷹之前，人類歷史上只有兩種火箭可以稱之為SHLLV，一種就是土星5號，一種是1980年代蘇聯(lián)制造的LEO運載力100噸的能源號火箭，兩種火箭都已退出歷史舞臺。可以說，人類已經很長時間沒有SHLLV，僅憑現(xiàn)有火箭不到10噸的MTO火星軌道運載力是無法實現(xiàn)進一步宇宙探索的雄心壯志。直到如今SpaceX的重型獵鷹問世，奔向火星的可能性再次出現(xiàn)。

 雖然“僅僅只有”土星5號一半的運載力，重型獵鷹仍然是目前地表最強運載火箭，也是目前唯一的SHLLV超重型運載火箭。而且它的單次發(fā)射成本甚至比LEO運載力只有29噸的美國NASA德爾塔4號火箭更低。

　　重型獵鷹的LEO運載力達到63.8噸，雖然比之土星五號這樣變態(tài)的存在還是弱一些，但已經達到了SHLLV的標準。也是目前全人類唯一一種可運行SHLLV。重型獵鷹的MTO火星轉移軌道運載力為16.8噸，已經在理論上具備把載人太空船送往火星軌道的能力。一家私人公司能造出如此強大的火箭也絕對是一件壯舉了。那么多國家舉國之力都弄不出的SHLLV，重型獵鷹是如何做到的？

　　首先真是要感謝汽車工業(yè)很常見的模塊化概念。重型獵鷹就是模塊化火箭。它并不是一種全新的火箭，而是利用SpaceX已經研制成功并進行過多次成功發(fā)射的獵鷹9系列火箭發(fā)展而來。它的外形和獵鷹9區(qū)別不大，箭身長度甚至一樣都是70米。眼尖的甚至一眼能看出，重型獵鷹就是用了3截1級火箭的獵鷹9號火箭。

 僅憑外觀就可以看出，重型獵鷹火箭實則就是增加兩個獵鷹9號1級火箭的模塊化產物。各方面參數(shù)都都正好是獵鷹9號的三倍。不過圖中數(shù)據是SpaceX在2016年給出的，一路延期到現(xiàn)在成本已經是當初的8500萬到9000萬美元，但運載力也相應提升，LEO運載力由53噸提升到63.8噸。

　　所以，從數(shù)字上我們也毫不意外地看到：重型獵鷹有3個1級火箭單元，正好是獵鷹9號的3倍；重型獵鷹有27個隼式（Merlin）1D發(fā)動機，正好是獵鷹9號的3倍；重型獵鷹的地表推力為22819kN、真空推力為24681kN，都正好是獵鷹9號的3倍；重型獵鷹的LEO運載力是63.8噸，正好……哦不，略低于獵鷹9號22.8噸LEO運載力的3倍。這是因為火箭重量的上升，使得推力和載重力無法成正比提升，這也是化學火箭的極限所在。

　　靠這種看似簡單粗暴實則還是頗考驗模塊化技術含量的方法，獵鷹系列火箭成功晉級超重型火箭SHLLV行列。

世界主要運載火箭一覽
國家/機構	火箭名稱	最大LEO運載力	當前狀態(tài)
美國/SpaceX	重型獵鷹/Falcon Heavy	63.8噸	在役
美國/SpaceX	獵鷹9號/Falcon 9	22.8噸	在役
美國/NASA	德爾塔4號/Delta IV	28.8噸	在役
中國/國家航天局	長征3號乙	13噸	在役
中國/國家航天局	長征5號	25噸	在役
歐洲/歐洲宇航局ESA	阿麗亞娜5號/Ariane 5	20噸	在役
俄羅斯/俄羅斯航天局RKA	質子號/Proton	22.8噸	在役
日本/JAXA	H-IIA	15噸	在役
印度/ISRO	PSLV	3.8噸	在役
美國/NASA	土星5號	135噸	退役

　　說實話看到這次被馬斯克丟進太空的特斯拉跑車是讓我有點失望的。我還以為馬斯克真拿出了最新的號稱輪上扭矩1萬N·m、2秒內破百、2020年才能交貨如今已經當期貨開賣的全新Roadster電動超跑。實際上市2008年發(fā)布的上一代Roadster。看來馬斯克考慮到“炸箭”的可能，還是舍不得用最新的產品。關于這款老車，我們已經有過詳細介紹，這里不再重新闡述。

 送上火星轉移軌道的特斯拉是一臺老款Roadster，早在2008年推出。不是此前猜測的最新一代Roadster。123

 這才是最近推出的那臺0-96km/h只需1.9秒的全新特斯拉Roadster。雖然已經開賣，但實際是2020年才能交付的期貨。

　　SpaceX聲稱這次用于給首枚重型獵鷹試驗火箭作為試驗運載物的Roadster確實是送進了MTO（即火星轉移軌道）或TMI（Transfer-Mars Injection，即轉移火星推進）。也就是說這臺Roadster已經突破第二宇宙速度、脫離地球引力，將在茫茫宇宙中朝著火星的方向飛去。但實際上，它永遠也無法到達火星，而只是一個日心軌道（Heliocentric Orbit）運作的太空垃圾。沒錯，一臺汽車在太空里什么都做不了，無法進行科研探測，跟一塊廢鐵其實差別不大。

 與特斯拉一起被送上太空的還有車上這位“Starman”，它將“駕駛著”這臺跑車奔向火星。當然了這只是個假人，動物保護協(xié)會莫驚慌，重型獵鷹發(fā)射過程中沒有人類和動物遭到傷害（：

　　實際上，要從地球發(fā)射航天器進入火星軌道，光光只是進入MTO是沒用的。進入MTO的航天器可以使用兩種轉移軌道：一種稱之為霍曼轉移軌道（Hohmann Transfer Orbit），是目前主流的火星探測器使用的軌道；另一種稱之為雙橢圓轉移軌道（Bi-Elliptic Orbit）。無論用那種轉移軌道，都需要航天器進行變軌機動才能成功進入火星軌道。一臺在太空中漂浮的特斯拉Roadster當然是動彈不得的，更別談變軌了。

 此為火星轉移軌道示意圖。馬斯克的Roadster就是送上了圖中虛線的霍曼轉移軌道。簡單來說就是一條與地球和火星公轉軌道重合的日心橢圓軌道。但要進入火星軌道或登陸火星，航天器除了進入MTO還需要有變軌能力，這是一臺特斯拉根本做不到的。所以這臺特斯拉其實只是成為了MTO軌道上的一個太空垃圾。

　　所以，也正如馬斯克所說，他這臺心愛（還是狠心拋棄？）的Roadster將在宇宙中漫無目的漂泊上十億年。有人質疑馬斯克為何不發(fā)送點有用的科學器材造福人類而是干這么無聊的事情。比如說中國航天局的重型火箭長征5號首次試射就搭載了霍爾推力器，也就是傳說的“電推”。可見中國航天局的目標是高于SpaceX的。

 嚴格來說，特斯拉跑車最后沒有成功變軌進入MTO軌道，而是差不多跑到小行星帶去了。這樣的軌道能飛掠火星也得等幾億年吧。因此嚴格意義來說此次試射還沒有100%成功。

　　不過考慮到馬斯克是名商人，他的一堆夢想沒有錢是實現(xiàn)不了的。重型獵鷹首次試射的錢都是SpaceX自己掏的，因此不會再冒更多風險搭載一些昂貴的科學載重設施。把一臺老舊的特斯拉打上天也不失為一個相對低成本的試驗載重物，而且也給急需現(xiàn)金流的特斯拉公司打了一個宇宙級的超級廣告，這一點來說，無疑體現(xiàn)了馬斯克作為成功商人的精明頭腦。

 這臺紅色特斯拉Roadster最多飛掠火星，卻永遠無法進入火星軌道，只能成為一個漂浮上十億年的太空垃圾。然而此舉為特斯拉帶來的宣傳效益是無法估量的。

　　到此，我想你們的興趣應該早不在特斯拉上，而是想知道馬斯克這個狂人究竟是憑借過人的能力去打造出SpaceX這樣的地表最強私人太空公司、并讓SpaceX打造出連把人類送上月球的NASA如今都造不出來的地表最強運載火箭。我們接著把馬斯克和SpaceX的故事繼續(xù)說下去。

　　你們第一聽說馬斯克是什么時候？我想對車迷來說大多應該還是從特斯拉的崛起開始。如果再資深一點的車迷或許在2008年就聽說過當時特斯拉制造的第一臺跑車Roadster，也就是這次重型獵鷹丟上MTO的載重物。不過你們捫心自問，在那個大家都覺得電動車是戰(zhàn)五渣的時候，你們有幾個人能料到特斯拉能走到今天？甚至那時候也沒幾個人聽說過馬斯克其人，你們那時候更不知道他其實老早就有建立太空公司的打算。

 馬斯克出生于南非，幼年也在南非度過。上圖中為兒時私房照，從左到右依次為弟弟Kimbal、妹妹Tosca、母親Maya和羞澀的小馬斯克。

　　我們都知道馬斯克是美國人，但實際上他出生在南非，當然是出生在那個南非白人日子還比較好過的時代。不吹不黑，馬斯克的智商無疑是過人的。10歲時、電腦都還不是特別普及的時代就會玩編程，12歲就賣出了第一款自己編寫的電腦游戲代碼，其大腦構造必然有其驚奇之處。畢業(yè)后的馬斯克一開始搞起互聯(lián)網。他在上世紀90年代先后與人合伙創(chuàng)立了Zip2、PayPal等國外知名的互聯(lián)網公司。

 馬斯克是PayPal創(chuàng)始人之一，也讓馬斯克得到第一桶金。當天的馬斯克真是標準的理工男Style。你們能看出來是哪個吧？

　　對于絕大部分人來說1999年時的馬斯克已經比“成功”還成功了。但他的那顆腦袋里面裝的到底是什么估計沒幾個人知道。但我們知道他的追求根本不是只滿足于商業(yè)上的成功。按我看，這個地球上的東西應該都已經滿足不了馬斯克。

　　反正當時肯定沒有人想到這個還在玩互聯(lián)網的“挨踢男”竟然把目標定在了大氣層外面，這個穿越實在有點厲害。他的第一個構思是個叫“火星綠洲（Mars Oasis）”的計劃：把一個微型的溫室從地球送到火星，這個溫室可以在火星上種植各種農作物，以后人類到了火星后就可以自給自足食物了。連傾盡美帝舉國之力建立的NASA都沒考慮這檔子事，作為一個私人老板來說，哪怕很有錢，在當時看來也無異于癡人說夢。

　　固執(zhí)的馬斯克當然不在乎愚蠢的人類怎么看他。他似乎鐵了心要實現(xiàn)奔向火星的壯舉。于是來了一趟說走就走的旅程——當然沒這么快就上太空了，他那時在這一方面還是一片空白。他是跑到了戰(zhàn)斗民族的國度——俄羅斯。俄羅斯作為航天大國不容小覷，要知道美國航天飛機退役后，美國就連送人上太空的能力都沒了，現(xiàn)在要去國際空間站什么的，都得找俄羅斯幫忙，讓他們的聯(lián)盟號飛船把美國宇航員送上太空。

　　不過俄羅斯人缺錢，只要你給錢，豬都可以幫你送上太空。馬斯克此行就是想財大氣粗砸錢玩兒，直接買下戰(zhàn)斗民族的火箭，試圖用俄羅斯人的火箭實現(xiàn)他的火星壯志（BTW：其實戰(zhàn)斗民族從蘇聯(lián)時代至今的一大堆火星任務幾乎沒有成功過的……）。

　　但是俄羅斯人貌似對他的想法不感冒，據說他還和某個俄羅斯太空工程師吵了一架，大致情況是那名俄羅斯工程師覺得馬斯克就是半吊子渣渣，一個玩IT的裝什么逼去玩火箭。最后馬斯克從俄羅斯空手而回。然而，雖然表面來說，俄羅斯人什么都沒賣給馬斯克，但卻間接創(chuàng)建了SpaceX。

 馬斯克最初看上并想購買的是俄羅斯第聶伯號運載火箭，是一種基于洲際導彈發(fā)展而來的中型運載火箭。LEO運載力為4.5噸，單次發(fā)射成本2900萬美元。

　　正是因為這次失敗的俄羅斯火箭購物旅，馬斯克開始萌生自己造火箭的念頭。他當時自己做過一個計算，自己制造一個類似于俄羅斯第聶伯號運載火箭的成本不過是其賣價的3%。他何不自己建立公司，制造物美價廉的火箭，一方面自己的夢想可能可以實現(xiàn)，另一方面還可以用價格優(yōu)勢與國際上的航天大國同行抗爭，獲取衛(wèi)星或其它航天設備的發(fā)射訂單而盈利。

 NASA的噴氣推進實驗室JPL里人才濟濟，馬斯克從這里挖到了不少制造火箭的專家。

　　這想法在那時看來真是無比奇葩。但他居然真的開始這么干了。在從戰(zhàn)斗民族的國度回來后的第二年（2002年），馬斯克招來各路人馬。畢竟美國是個超級航天大國，當然不缺航天人才。從NASA挖來了一票以NASA噴氣推進實驗室JPL（Jet Propulsion Laboratory，看過《火星救援》的應該印象深刻）的工程師邁克·格里芬（Mike Griffin） 為首的團隊后，馬斯克在美國加州正式成立了SpaceX航空航天公司

 電影《星球大戰(zhàn)》中的宇宙船Millennium Falcon是獵鷹（Falcon）系列名稱的由來。

　　公司成立后的當務之急就是趕緊研發(fā)新型運載火箭。而SpaceX的效率也是驚人得高，在公司成立后15個月的2003年11月，就完成了第一支火箭的試射。首支火箭定名為獵鷹1號（Falcon 1）。喜歡軍事的朋友會知道F-16戰(zhàn)機的代號就是Falcon，國內把F-16代號翻譯為戰(zhàn)隼。本文使用目前流行的譯名“獵鷹”。實際上Falcon名字的由來其實是著名科幻小說/電影《星球大戰(zhàn)》中虛構的走私宇宙貨船千年隼號（Millennium Falcon）。

 目前為止獵鷹火箭系列全家福。從最初的小不點獵鷹1號、只有1級火箭的獵鷹9號v1.0、發(fā)展到成熟的使用2級火箭的獵鷹9號 v1.1和v1.2系列，可以見到帶或不帶回收架、放置不同載荷物的整流罩版本，以及目前最強大的重型獵鷹。

　　獵鷹1號研發(fā)成功后，SpaceX先后又研發(fā)了多種型號的獵鷹火箭，包括獵鷹1e、獵鷹9 v1.0、獵鷹9 v1.1，v1.2一直到今天的重型獵鷹。取名字的方式儼然是工科宅+程序猿風格，終于還是暴露了馬斯克的職業(yè)出生……獵鷹系列火箭為SpaceX立下了汗馬功勞，基本是SpaceX目前的主要營收來源。SpaceX接到的各種航天器發(fā)射合同都由獵鷹家族運載火箭完成。

　　說道這里，我得要噴一下網絡常見的“舉國之力發(fā)展的航天不如一家私人公司”的論調。無疑馬斯克是個奇才，但靠他自己就能造火箭無疑是癡人說夢。沒有其背后舉國之力發(fā)展而來的NASA提供的人才和技術，SpaceX不可能造得出火箭。應該說馬斯克的天才能力是發(fā)揮在管理和運營SpaceX公司上。讓NASA的人才技術得到最低成本下的最大化發(fā)揮。如今的SpaceX，種意義上類似于一個精簡而高效化的NASA火箭部門。

 SpaceX最早和NASA的合作項目商用太空軌道運輸服務COST，足見兩者的關系是合作而不是相互競爭。

　　SpaceX和NASA也并非競爭關系，而是妥妥的合作關系，甚至應該說NASA就是SpaceX的最大靠山。2006年時SpaceX就拿下了NASA的商用太空軌道運輸服務（Commercial Orbital Transportation Services，簡稱COTS）合同，用于將物資送往國際空間站，以及未來可能的用“龍”號（Dragon）飛船讓NASA的宇航員得以往返于ISS國際空間站，而不必依賴俄羅斯。

 用于COST項目的龍?zhí)栵w船。目前該飛船由獵鷹火箭發(fā)射并運送物質前往ISS國際空間站。目前并無載人能力，SpaceX正在開發(fā)具有載人能力的V2版本。

　　SpaceX的獵鷹系列火箭，此前的獵鷹9還是重型獵鷹也好，都是基于NASA的模塊化火箭技術發(fā)展二來，其隼式發(fā)動機、火箭箭身技術也與NASA現(xiàn)有的宇宙神、德爾塔系列火箭有許多相似之處。可以說獵鷹系列更像是NASA現(xiàn)有火箭的大推力低成本化版本，背后NASA的技術儲備功不可沒。靠馬斯克一個人能搞定重型運載火箭的話，他干嘛不在自己南非老家搞要去移民美國？因此“僅僅一家私人公司干掉其它國家航天機構”這種暴露智商問題的蠢話某些人還是少說為妙。

 NASA目前最重型的德爾塔4號火箭，其3根模塊化并列式1級火箭的結構和重型獵鷹有異曲同工之處。然而SpaceX厲害之處在于，重型獵鷹運力比德爾塔4號大1倍有余，單次發(fā)射成本卻僅為后者的1/3。

　　此外SpaceX也接過美國以外國家的發(fā)射訂單，比如2012年12月時成功幫來自盧森堡的SES公司發(fā)射了一顆通訊衛(wèi)星。而SpaceX的最大秘訣在于其成本控制手段。由于Falcon系列火箭部分是可回收的，因此單次發(fā)射成本非常有競爭力。以獵鷹9 v1.1為例，單次將商業(yè)通訊衛(wèi)星發(fā)射進入GTO軌道（Geosynchronous Transfer Orbit，地球同步轉移軌道）的成本比我國國家航天局價格已經頗有競爭力的長征3B號火箭還要低1500萬美元（約9500萬人民幣，長征3B類似任務的成本大約為7000萬美元，約4.45億人民幣）。當然，前段時間把臉書的衛(wèi)星給炸了之后，不知道臉書老大會有點后悔沒多花這1500萬美元。

　　SpaceX成功的商業(yè)運營范例這里就不在多舉了，我們回到馬斯克的太空夢想上。如今的馬斯克已經不是十多年前那個被認為是癡人說夢的門外漢創(chuàng)業(yè)者了，現(xiàn)在再談的太空事業(yè)夢想，相信很多人都會表示認同可行。2010年時馬斯克曾自己算了個數(shù)，他成功說服自己并認為人類殖民火星從成本上來看是可能的。他相信人類在未來10-20年間將能踏足火星，到了2035年前后，將有數(shù)千枚運載火箭將人類送往火星，并在火星建立擁有百萬人口的殖民地！

　　到此，我們才說到馬斯克真正的夢想：踏上火星的紅色土地。在現(xiàn)階段美國連載人航天能力都沒有，只有俄羅斯和中國還保持著近地軌道載人任務，美國重返月球計劃都還困難重重的情況下，一個私人航天公司想完成人類登陸另一顆行星的壯舉，這可比用火箭發(fā)射衛(wèi)星還難得多。這么看來馬斯克還真是個瘋子！

　　可馬斯克真不只是在YY，他一直以來確實都在著手著火星任務。他的SpaceX曾一直在研發(fā)由“龍”號太空艙進化而來的“紅龍（Red Dragon）”太空艙，并將由同樣在研發(fā)中的Falcon Heavy重型運載火箭送上太空并進入前往火星的軌道。馬斯克預期“紅龍”飛船最快在2022年飛向火星，先期將會是無人任務，“紅龍”號到達火星后將會尋找火星上生命存在的證據，并可能將一些火星樣本送回地球，為之后的載人任務打下基礎。

　　紅龍與可回收獵鷹火箭都有一個共同目標——節(jié)省成本。馬斯克曾說過希望太空旅行的成本將會降低到幾十萬美元。而“紅龍”號火星任務的成本將會控制在4億美元以內，發(fā)射成本和在火星的著陸器成本分別控制在1.5億和1.9億美元。整個任務不超過10億美元，相比起來NASA未來的火星計劃使用的SLS（Space Launch System，太空發(fā)射系統(tǒng)）火箭僅單次發(fā)射成本就高達50億美元的預算來說，紅龍的成本效益可謂非常誘人。

 SpaceX最初的火星計劃設想使用紅龍?zhí)栵w船登陸火星，目前已因各種原因而取消。概念圖展示了從火星水手大峽谷上空進入火星大氣的紅龍飛船。

　　不過關心SpaceX的Geek粉們大概也聽說紅龍計劃已經取消的事情。其實在此之前筆者就不大看好紅龍計劃，原計劃要再2020年前后的發(fā)射窗口開始任務，最早計劃在2018年——眼下獵鷹重型火箭才剛剛試射，紅龍不過還是個概念狀態(tài)。對于動輒要耗時數(shù)十年計的太空探索任務，這未免顯得太急功近利了。

　　當然表面上，馬斯克宣布紅龍計劃之所以取消是因為和NASA的合同沒續(xù)簽下去，沒有資金來源等等。但實際上誰都明白，讓人類前往火星的壯舉是舉國之力運行的NASA都覺得困難重重的事情，SpaceX再厲害也不可能在短短幾年內攻克。相信大部分人都認同：拋棄不切實際的幻想，讓SpaceX繼續(xù)干老本行——以低廉價格發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星，才是正確的運營之道。

 紅龍計劃的取消并非是馬斯克火星之夢的終結。相反，他已經開始謀劃更為龐大的火星計劃……

　　然而，如果你以為那個腦子里面不知道裝著啥的馬斯克會乖乖地只專注玩廉價火箭，那你就大錯特錯了。只要他還活著，就永遠不會忘記火星這個神秘的星球。

　　紅龍計劃的取消并不是因為太激進，而只是因為——這計劃還太弱雞了！馬斯克實如今實則是把紅龍計劃的資源投在了更為接近實現(xiàn)和更為雄心壯志的計劃上——Big Fucking Rocket！我真不是故意打臟話，還真就是那個F開頭的單詞。筆者思索了下怎么翻譯得體，貌似翻譯成大[嗶——]巴火箭挺符合原意……好吧，為了不被和諧，下文都用簡稱：BFR。

 在BFR火箭跟前，目前地表最強的重型獵鷹火箭也如同一個孩子站在成年人面前一樣。而圖中的150噸的LEO運載力還是在可全面回收情況下的數(shù)據，比一次性的土星5號運載力還強。真不得不感嘆：It's so f*cking big!

　　不得不說，看到BFR火箭的數(shù)據之時，如果你是個火箭迷可能都會被嚇得想罵臟話——LEO近地軌道的運載能力達到恐怖的250噸！前面說過重型獵鷹的63噸已經是當今地表最強了、人類目前建造過最強火箭土星五號是135噸、獵鷹9號系列LEO運載力不到23噸、美國現(xiàn)役主流火箭宇宙神5號系列LEO運載力20噸左右、NASA目前最強火箭德爾塔4號不到29噸、中國最新研制成功的最大運載火箭長征5號的LEO運載力是25噸左右。而這大*巴火箭竟然要想達到破天荒的250噸，是除重型獵鷹外現(xiàn)役最大火箭的10倍左右！

 這種現(xiàn)在還只能存在于科幻電影中的超級行星際火箭，馬斯克卻打算在4年內把它造出來。實際上現(xiàn)在SpaceX已經在著手制造BFR的部件。

　　所以用變態(tài)來形容BFR真不為過。但BFR這么激進的設想，會不會又像紅龍計劃那樣最終又是空頭支票？但根據馬斯克的說辭，紅龍計劃一直都是概念（Concept），而BFR目前已經邁入實踐，甚至其部件已經開始生產制造。目前BFR已經在加緊制造并在未來4年內完成，如果計劃順利，那么可以趕在2022年發(fā)射窗口進行第一次火星任務，而2024年則可以開始載人火星任務。

 2022年無人飛船先行登陸火星、2024年載人飛船突破歷史首次踏足火星。BFR火箭果真能完成馬斯克的雄心壯志？

　　畢竟，如今SpaceX的重型獵鷹火箭已經達到超重型運載火箭SHLLV的基準，SpaceX可說已有前往火星的底氣。下一步研制更大的BFR火箭并不是癡人說夢，和某些PPT造車失敗后躲在國外外失蹤的人不一樣，馬斯克看起來可是志在必得、可不是PPT造火箭。

　　擁有超重型運載火箭僅僅只是前往火星的基礎，無論是重型獵鷹還是未來的BFR，沒有合適的載具也等于是汽車空有一具發(fā)動機卻沒有底盤一樣。開發(fā)合適的火星載人載具以及完善的火星任務計劃，才是成功的關鍵。

　　首先是去火星有限的時機。大家都知道地球和火星都繞太陽公轉，而將航天器或者特斯拉Roadster送上火星的MTO火星轉移軌道（大部分采用的是霍曼轉移軌道），實際上是利用地球自身公轉的慣性追加一個速度，使得航天器進入一個高偏心率的橢圓軌道，并向預計火星將會公轉過去的位置飛去。這需要的并不是地球和火星處于相對最近的距離，而是航天器飛抵MTO軌道與火星軌道重合的點時火星必須正好也在這個點上，這樣才能用最少的能量盡可能快得抵達火星。也因此這樣的時機是很有限的。

　　具體來說地球和火星正好處于這樣的相對位置是每26個月、或2年又2個月才會出現(xiàn)一次，這就是大家經常能聽到的所謂的“發(fā)射窗口”。一次發(fā)射窗口錯過，就必須再等2年多，所以計劃也得看地球和火星的相對位置。2018年1月正好是一個發(fā)射窗口，下一次就得到2020年、2022年、2024年，以此類推。

 因為地球和火星一直都在繞太陽公轉，相對位置不斷變化，適合用MTO將航天器送入火星的發(fā)射窗口每26個月才會出現(xiàn)一次。因此必須要有足夠的耐心和時間才能一步步完成火星任務。

　　由于地球公轉軌道和火星公轉軌道也一直在變化，每一次發(fā)射窗口所需的能量和時間都有所不同，一般來說采用霍曼轉移軌道大致需要260天，特殊時機下只要150天左右，總之都是一個漫長的時間。對無人航天器來說這問題不大，可對于載人航天器來說，宇航員要在如此漫長的時間屈身于只有幾十噸的航天器中，忍受孤獨、乏味以及可能發(fā)生的各種意外，這絕對比想象起來還困難。

　　其次到火星后如何返回——從火星地表重新脫離火星引力返回地球也是極為困難的，要知道我們需要上千噸的火箭才能脫離地球引力。即使火星引力較小，也需要數(shù)百噸的先進火箭才可能再度離開火星，可在荒蕪的火星地表如何實現(xiàn)？這樣的火箭以及火箭所需的燃料僅靠載人航天器一次性攜帶是很難的。

 BFR的2級火箭實際上就是一個太空飛船，具有一對可以在進入火星大氣時減速的三角翼結構。搭載SpaceX最新的猛禽（Raptor）發(fā)動機，頭部帶舷窗的增壓倉有825立方米空間，堪比A380主甲板，具有40個客艙。中部還有太陽風暴防護盾。可謂是設計相當周道的行星際飛船。

　　不過馬斯克心里已經早有想法。一個有意義的載人火星任務，絕不能像60年前的阿波羅任務那樣燒掉龐大資金后只為了讓人在月球表面上留下腳印和采集幾塊石頭就匆匆返回。人類如果要踏足火星，就必須要有在火星上生存的能力。SpaceX未來的火星計劃，是讓人類登陸火星后在那里建立殖民地，食物可以靠自己種植農作物自給自足，水可以從火星地下獲取，最后這樣的殖民地可以具備自己制造火箭最終的部分——燃料，從而制造出可以返回地球使用的火箭，最終完成完善的火星和地球之間的往來生態(tài)循環(huán)。

 馬斯克要做的不是在火星上留下腳印，而是永駐那里。BFR降落火星后，將在那里建立可以自給自足的殖民地，不單是作物，連返回地球火箭所需的燃料都要在火星上制取。

　　總的來說這樣的計劃是有前瞻性和現(xiàn)實意義性。也是目前人類的技術力有可能實現(xiàn)的。當然這還需要大量技術和資金的累積，不知道是否有足夠多的富豪愿意支付去火星的船票，而且可能在短期內還是單程票。當然，SpaceX的火星計劃比之前幾個小公司提出的騙錢計劃還是現(xiàn)實得多，那才是真的PPT去火星。

 SpaceX將一步步在火星上建立起人類在地球以外的宇宙都市。這里有農田、工廠、光伏發(fā)電站。難怪馬斯克在光伏技術上的投資也相當用力。

　　除了SpaceX，NASA也有新自己的火星計劃，其全新的SLS（Space Launch System，太空發(fā)射系統(tǒng)）火箭最大LEO運載力為130噸，未來將計劃在月球和火星建立永久基地。而雖與美國有差距但也是航天大國的中國，也在成功發(fā)射了長征5號重型火箭后開始著手研發(fā)更新一代的SHLLV超重型火箭長征9號系列，長征9號LEO運載力達到140噸、MTO運載力37噸，預計2028年實現(xiàn)首發(fā)，屆時中國也將具備載人前往火星的能力。

 NASA計劃中的SLS火箭（左側）和中國宇航局未來的長征九號都是有能力將人類送上火星的SHLLV。右圖是網友POCKN制作的SLS和長征九號的對比圖。

　　對于全人類說，無論是誰先實現(xiàn)了火星載人任務，都將是一大創(chuàng)舉。這里也希望大家不要心胸狹隘地去在乎這些夢想究竟可以由哪國人去實現(xiàn)，對于區(qū)區(qū)渺小的人類來說，誰去實現(xiàn)這個偉大的征程都是振奮人心的。不過平心而論，SpaceX在本世紀20年代實現(xiàn)的火星殖民計劃可能略顯超前，或多或少時間可能都會延后，畢竟這和當年超級大國爭霸舉國體制推動的阿波羅計劃不能相提并論。但展望未來的20-30年，這個愿望很有可能會被實現(xiàn)，而在本世紀20年代，更有可能的是第一批無人載具的試驗性任務。

　　我并不懷疑SpaceX有制造這種行星際火箭飛船BFR的能力，畢竟它有NASA技術加持、充足的人才儲備和火箭制造經驗。但問題是，特斯拉只是推出幾款新車都要燒掉好多錢，火星殖民這種現(xiàn)在聽起來還有點天方夜譚的事情得燒掉多少錢？而這些錢該從哪里來？馬斯克這能找到足夠多的想去火星、又得是超級土豪的客戶？我相信“馬爸爸”要去趟火星還是有錢的，但這么有錢的人有多少？而且他們都樂意去火星嗎？

 BFR還可以完成空間站人員物資運輸、衛(wèi)星釋放入軌、乃至月面基地建設等一系列太空任務。

　　還好馬斯克也不是沒想到這點，如果BFR只用來做火星殖民飛船，他自己多有錢都燒不起這項目啊。然而BFR的功能遠超乎你的想象，它不只是一架火星飛船。它可以用來為執(zhí)行與國際空間站的對接物質任務、也可以往來于月球之間。它甚至還有一個連波音空客乃至傳統(tǒng)航空公司都有點焦慮的功能——旅客運輸！沒錯！BFR可以變成一架高超音速空天飛機，在1小時內往來于地球上任意兩點之間，紐約到上海只需半個小時，連協(xié)和號超音速客機都成了渣渣！

 這段SpaceX公布的概念視頻展現(xiàn)了乘坐BFR火箭從紐約到上海僅需39分鐘的全過程，科幻感十足。

　　盡管這樣的超高速跨州旅行成本不低，但也許還是有足夠多富豪愿意剩下購買私人飛機的錢去乘坐BFR，畢竟就算自己的私人飛機再舒服，十幾二十小時的跨州飛行時間也是不好受的。BFR不單把旅行時間縮短到半小時，還能讓你來一次太空之旅，體驗遠非以前的協(xié)和式客機可以比擬，也許還真會有很多土豪樂意搭乘BFR往來大洲間上班旅行。

 SpaceX甚至已經計劃到BFR發(fā)展二來的ITS——Interplanetary Transport System，行星際運輸系統(tǒng)。ITS甚至可以往返于木星和土星的衛(wèi)星。圖中展示的是土衛(wèi)二恩克拉多斯（Enceladus）。

　　而未來根據BFR發(fā)展而來的更重型火箭飛船甚至能抵達比火星更為遙遠的星球，比如被冰層包裹并可能存在冰下海洋的木衛(wèi)二歐羅巴和土衛(wèi)二恩克拉多斯。可見火星甚至都不是SpaceX的最終目標，而是茫茫宇宙的那片星辰大海。

　　不過上述這些，你是否都有一種在看科幻小說般天馬行空的感覺。馬斯克和他的SpaceX真能把這些科幻的事物在近未來內帶入現(xiàn)實中嗎？

　　我們暫且先從短期內無法馬上實現(xiàn)的火星殖民夢想回到當下，說回SpaceX的獵鷹火箭的情況。或許喜歡刷今日頭條或者看GIF圖集的網友會見過獵鷹火箭的“炸箭”動圖集，看著獵鷹火箭各種華麗姿勢炸成壯烈的火球，給人一種好像獵鷹系列火箭可靠性不高的樣子。

 網上能看到不少SpaceX“炸箭”的照片動圖。不過大多數(shù)其實是1級火箭回收失敗的場面，并不影響發(fā)射任務。總的來說獵鷹系列的成功率還是比較高的。

　　不過實際上，目前獵鷹9號系列火箭的46次發(fā)射中，有44次是成功的，這個成功率應該算是相當出色了。其實那些“炸箭”的視頻或動圖，是獵鷹系列1級火箭回收失敗的照片。在頭幾次的發(fā)射中，獵鷹1級火箭的回收率比較低。但之后隨著技術的穩(wěn)定則越來越穩(wěn)定。最近的十多次發(fā)射中均成功回收了1級火箭，除了那些并沒有回收打算的任務外。

　　當然，獵鷹9號最近一次于1月8日發(fā)射的美國極機密軍用衛(wèi)星“祖瑪”是確實失敗了，盡管1級火箭成功回收、但因為2級火箭無法將衛(wèi)星送入預定軌道，而使這枚價值10億美元的軍用衛(wèi)星將成為太空垃圾。不過，反正是軍用衛(wèi)星嘛，除了美國人大概都會對著失敗偷著樂。既然這么高機密級別的衛(wèi)星就別找私人公司，找NASA用德爾塔火箭嘛，美國軍隊還缺這點經費？

 獵鷹9號最近一次“祖瑪”任務失敗。雖然1級火箭回收成功，但2級火箭沒有成功將衛(wèi)星收入軌道。也有陰謀論者認為是為故意隱瞞機密軍事衛(wèi)星軌道和假報失敗。誰知道呢。

　　言歸正傳，1級火箭的回收能為SpaceX降低多少成本？這個可能馬斯克自己才最清楚。要知道目前已知回收后的火箭最多用過兩次，離馬斯克100次的循環(huán)目標還差距深遠。回收后的火箭也需要大幅度修復才能重新使用。比較可靠的數(shù)據是回收后的火箭在重新修復后的成本大約比重新制造一枚新火箭節(jié)省30%，這個數(shù)據應該是比較可靠的。

　　SpaceX的成功讓航天工業(yè)有一定基礎的中國也收到了啟發(fā)，最近在中國一個名為零壹空間（英文名OneSpace）的低成本火箭公司成立并獲得國家批準。零壹空間以發(fā)射1噸以下的小型微型為主要目標，力圖將成本控制在現(xiàn)有火箭的十分之一。沒有SpaceX那么的雄心壯志，但也更顯得踏實穩(wěn)步，希望零壹空間也能成為中國的SpaceX吧。

 受到SpaceX啟發(fā)，我國也誕生了首個私人航天公司——零壹空間(OneSpace)。

　　總之，只要SpaceX穩(wěn)步運營下去，實現(xiàn)火星殖民的夢想是可以實現(xiàn)的。技術基礎是有了，其實最重要的還是——錢！

　　目前馬斯克需要很多錢。SpaceX那些準備創(chuàng)造人類歷史的雄心計劃自不必說，他的特斯拉也急需大量資金。目前為了Model 3和未來Model Y、新Roadster等車型的順利投產，每年特斯拉都得燒掉幾十億美元。對于馬斯克的夢想來說，1億確實只是個小目標。

　　中國目前陸續(xù)有不少模仿特斯拉模式起家的新能源車公司。比如蔚來、比如樂視汽車、比如法拉第未來。于是我們很自然想到那位逃到了美國去的賈總。但坦率地說，兩人根本不是一個量級上的任務。一個是PPT造車，一個已經在新能源車市場上立足，并且創(chuàng)造了人類私人航天史的奇跡。這些事情，恐怕賈總在夢中都不曾想過，別說畫成PPT。

　　馬斯克的名望也不是一般的創(chuàng)業(yè)者可以比擬的，要不，他怎么還能登上《生活大爆炸》甚至還有《彎刀2》這樣的影視劇電影中？這不禁讓人想到了馬云《功守道》。這個道理就是：有錢才能為所欲為。

　　這里開個玩笑：退一萬步說，馬斯克雖然成就很大，但玩得也很大，難保未來也會欠一屁股債。屆時他能乘著他的大*巴火箭飛向火星。按理說目前地球的法律在火星上都不適用，如果真讓他去成的話，是否所欠債務都能一筆勾銷了？這個有趣的問題就留大家來討論吧。

　　以上當然是玩笑話，我從不懷疑馬斯克對登上火星的憧憬和決心，如果只是為了掙錢過富裕的生活，馬斯克又何必劍走偏鋒去搞火箭——事實上，搞火箭真的很難。創(chuàng)業(yè)者都會說自己創(chuàng)業(yè)的堅信，何況馬斯克在做的是全世界創(chuàng)業(yè)者都未曾踏足過的商業(yè)火箭領域。在一次接受60分鐘時事采訪時，馬斯克直言造火箭的艱辛歷程，甚至留下了真實的男兒淚。

 造火箭聽著好玩，實則困難重重。接受采訪談到制造火箭的艱辛歷程時，馬斯克眼眶濕潤。

　　也曾經有記者問過馬斯克，他有沒有崇拜的超級英雄。馬斯克說他并不崇拜蜘蛛俠、超人這些擁有超能力的“開掛”英雄，但他很欣賞鋼鐵俠、蝙蝠俠，因為他們沒有超能力，要說超能力的話，那就是他們的知識和科技。馬斯克自認為從這點來說，他很像鋼鐵俠。相信此刻的他，也已經成為了許多人心目中的超級英雄。哪怕有人說他尖酸刻薄、天馬行空、炒人成癮。但我想說，哪個天才不是有點怪癖的呢？

　　或許有這么點可能，他真的成為了人類在火星上殖民地的開拓者，甚至成為了這個星球上的一方霸主，進行著自己的獨裁統(tǒng)治，掌控著火星上珍貴的水資源，在火星上壟斷銷售它的特斯拉車，隨后火星上的人們要從他手中反抗暴政……好吧，這種YY我就暫且打住了，類似的情節(jié)我們可以在州長斯瓦辛格的經典老片《宇宙威龍》里看到，現(xiàn)在來看，電影里的情節(jié)或許已經不是那么遙遠了。

　　燕雀安知鴻鵠之志哉，這話如果是馬斯克說出來的話，那真是一點都不違和。當我們還在贊嘆特斯拉電動車的前瞻性之時，我們有必要知道這位“鋼鐵俠”真正的雄心壯志可遠遠超越了汽車行業(yè)本身。很多人對馬斯克都應有不同的印象，或許覺得他是天才、是超級英雄，或許覺得他是個赤裸裸的商人、資本家，或許覺得他是個瘋狂的怪人。可能這些答案都是正確的，但無論哪個才是真實的馬斯克，他如今的成就已稱得上是名為人。他所追求的事業(yè)已超出了單純盈利的商業(yè)行為，被人吹捧得不行的喬布斯、庫克也不過爾爾。馬斯克曾經說過，他希望自己最終的歸宿是長眠于火星殖民地上——我相信他這話不是鬧著玩的，而且他也確實在盡著自己最大的努力讓這個愿望逐漸成為可能。

 讓人類成為跨行星物種，正是天才般的瘋子馬斯克和他的SpaceX的宏偉愿景。

　　不知是不是也有很多朋友兒時曾像筆者那樣憧憬著宇宙、想象著自己遨游在星辰大海中。成年后的我們往往已經將幻想雪藏于心中，因為我們認為那都不切實際。然而馬斯克顯然不認為這些憧憬只能停留于幻想，他用自己天才的智慧和努力，把人們連想都不敢多想的事情付諸現(xiàn)實。

　　馬斯克正在試圖改變人類社會的意識和生活形態(tài)，所以就算他真是個瘋子，我也想看他成功——因為哪怕是瘋子登上了火星，那也是全人類的驕傲。

“You want to wake up in the morning and think the future is going to be great - and that's what being a spacefaring civilization is all about. It's about believing in the future and thinking that the future will be better than the past. And I can't think of anything more exciting than going out there and being among the stars.”

— Elon Musk, CEO and Lead Designer, SpaceX

-圖：SpaceX/NASA等　文：太平洋汽車網 陳勝博-