馬斯克認(rèn)栽了,與美國(guó)證券交易委員會(huì)的和解:“繳納4000萬美元罰款,辭任特斯拉董事長(zhǎng),且三年內(nèi)無資格當(dāng)選”。然而,馬斯克無疑仍是特斯拉的靈魂人物,特斯拉也將沿著馬斯克設(shè)定的道路和套路前行。
之后馬斯克會(huì)不會(huì)將重心更多地移向另一個(gè)“明星企業(yè)”SpaceX?雖然它已經(jīng)取得了巨大的成功,但在套路方面,恐怕比特斯拉更勝一籌。
就在和解前兩周,官司纏身的馬斯克依然在力推自己的BFR大火箭,稱“SpaceX將使用BFR大型獵鷹火箭,送日本億萬富豪前澤友作,完成七日環(huán)月之旅”,還公布了搭載飛船的圖片。
按照馬斯克對(duì)BFR的期待,這樣的任務(wù)不在話下,因?yàn)樗麎?mèng)想“讓人類移民火星,成為多星球物種”。而全力投入下一代BFR箭船綜合體的研發(fā),最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)這一“初心”,一旦BFR研發(fā)完成,將替代目前SpaceX的所有發(fā)射載具,成為能夠執(zhí)行幾乎所有太空飛行任務(wù)的航天器。
劃時(shí)代的強(qiáng)大載具
BFR設(shè)計(jì)來源于馬斯克在2016年提出的“星際旅行系統(tǒng)”。經(jīng)過其后一年多的研發(fā),馬斯克在2017年9月的國(guó)際航天大會(huì)上宣布,用性價(jià)比更好的BFR方案代替了“星際旅行系統(tǒng)”。BFR的直徑高達(dá)9米,長(zhǎng)度達(dá)到了106米,由兩級(jí)組成。第一級(jí)安裝了多達(dá)31臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī),能夠在起飛時(shí)提供5400多噸的巨大推力,將第二級(jí)送入近地軌道。第二級(jí)則采用飛船與推進(jìn)器的一體化設(shè)計(jì),其外形與美國(guó)的航天飛機(jī)相仿,在SpaceX發(fā)布的文件中也將第二級(jí)稱為“BFR飛船”。
BFR飛船能夠向近地軌道運(yùn)載150噸載荷,比人類歷史上運(yùn)載能力最強(qiáng)的土星5號(hào)登月火箭還要高10噸。BFR飛船上安裝了四臺(tái)“猛禽”主發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)中心游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),其中主發(fā)動(dòng)機(jī)的推力較大但擺動(dòng)速度和范圍有限,主要用來提供飛船變軌的推力。而推力相對(duì)較小但擺動(dòng)速度和范圍大的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)則為飛船提供精準(zhǔn)的姿態(tài)控制。BFR飛船尾部布置了兩個(gè)三角形翼面,翼面上還安裝了可動(dòng)的襟翼,可以根據(jù)飛船飛行環(huán)境的大氣濃度、搭載載荷的多少等因素靈活調(diào)整飛船的氣動(dòng)外形,使之可以靈活應(yīng)付去往不同星球、搭載不同載荷的各類任務(wù)。
(SpaceX的各型發(fā)射載具,自左至右依次為獵鷹1號(hào)、獵鷹9號(hào)、獵鷹重型和BFR。)
BFR飛船具有載人/貨運(yùn)飛船、衛(wèi)星發(fā)射飛船和燃料加注飛船三種工作模型。在執(zhí)行不同工作模式的任務(wù)時(shí),BFR飛船的外形和總體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化,只會(huì)對(duì)飛船內(nèi)的一些模塊進(jìn)行調(diào)整。得益于BFR飛船巨大的運(yùn)載能力和寬大的體積,在執(zhí)行載人飛行時(shí)飛船內(nèi)會(huì)分出約40個(gè)隔艙,每個(gè)隔艙內(nèi)可容納你2-3名太空旅客,讓這艘太空飛船和地球海洋上搭載旅客的郵輪變得越來越像。如果犧牲舒適性,每個(gè)隔艙內(nèi)可以容納5-6名太空旅客,使未來BFR可以像民航客機(jī)一樣,設(shè)置多個(gè)不同等級(jí)的艙位。
BFR衛(wèi)星發(fā)射飛船發(fā)射衛(wèi)星的方式與航天飛機(jī)相似,衛(wèi)星被安裝在飛船上在載荷艙中。到達(dá)指定軌道后,BFR打開載荷艙門,將衛(wèi)星釋放出去。由于BFR的載荷艙體積高達(dá)825立方米,可以實(shí)現(xiàn)一些巨型載荷的發(fā)射。例如,如果科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)口徑比哈勃望遠(yuǎn)鏡大3倍的天空望遠(yuǎn)鏡,BFR衛(wèi)星飛船可以一次性將這臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射入軌,且發(fā)射過程中望遠(yuǎn)鏡無需折疊。目前其他任何運(yùn)載火箭都不具備這個(gè)能力。
(BFR飛船(第二級(jí))外觀。圖中左下方的小人展示了BFR飛船與人的空間尺度對(duì)比。)
(BFR進(jìn)行衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的示意圖。)
火星殖民的關(guān)鍵工具
BFR飛船的燃料加注模式,是為火星飛行量身定做的。從近地軌道進(jìn)入地球-火星轉(zhuǎn)移軌道要消耗不少燃料,如果飛船從地面起飛時(shí)就帶夠這部分燃料,勢(shì)必會(huì)減少最終能夠運(yùn)往火星的人員和貨物的重量。例如,獵鷹重型火箭可以將63.8噸的載荷送入近地軌道,但只能將16.8噸的載荷送到火星。為了解決這個(gè)問題,滿載燃料的BFR燃料加注飛船會(huì)先被發(fā)射到近地軌道上。之后,去往火星的載人/貨運(yùn)飛船會(huì)在基本不攜帶燃料的情況下到達(dá)近地軌道,與燃料加注飛船對(duì)接,進(jìn)行“太空加油”。在采用這種飛行模式后,BFR向火星軌道的運(yùn)載能力和向近地軌道的能力相等,均為150噸。一艘去往火星的載人/貨運(yùn)BFR飛船需要在近地軌道上進(jìn)行6-7次燃料加注后才會(huì)去往火星。在燃料加注過程中,兩艘飛船的尾部將會(huì)連接,并共同操作結(jié)合體向燃料加注飛船那個(gè)方向移動(dòng),利用慣性將燃料移入載人/貨運(yùn)飛船中。
(BFR去往火星的飛行過程示意圖)