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9月28日,SpaceX向公眾展示其新一代星際飛船。

​2019年9月28日,美國太空探索科技公司(SpaceX)執行長埃隆·馬斯克向全世界首次展示了剛組裝好的“星際飛船”(Starship、或稱星艦)原型機 MK1,一枚“獵鷹”運載火箭被豎立在旁邊作對比。MK1長達55米,直徑9米,載重負荷150噸,是 SpaceX 專為深空探索設計的載人星際飛船,最多能搭載100人進行星際旅行。

馬斯克27日還在推特上十分興奮的寫道:“星際飛船將使我們能夠居住在其他世界。使我們所知道的行星有生命存在。”

其實,飛向地球以外的世界,自古以來就是人類的最大夢想。早在公元兩世紀,居住在希臘的亞述人作家琉善的奇幻短篇《信史》(True History),便講述了怎樣遊歷月球 ;19世紀,科幻文學出現更多關於星際旅行的內容,甚至是想象性的時間旅行,例如英國小說家赫伯特·威爾斯在1895年出版的《時間機器》。

​何謂星際飛船?

嚴格來說,星際飛船(星艦)是一種仍然處於理論研究階段和科學幻想小說中,用作恆星際旅行的交通工具。科幻小說中星際飛船的動力來源多半為超光速推進的引擎(如曲速引擎),或者藉由穿越超空間的技術來達到超越光速的速度。

現實中人類還創造不出足以擔負星際旅行的機具。而一般用來做太陽系行星間或軌道飛行的機具只能稱其為航天器。星際飛船上必須得有人駕駛,並且能以不超過宇航員壽命期限,就到達目的地恆星系。但這一技術或許只屬於同現實地球無關的可能外星文明,假設外星人不以地球或太陽系為基地,憑藉相距較近的恆星(短於一光年)展開“跳島式”的星際探索和移民活動。

目前,雖然美國國家航空航天局(NASA)的“旅行者”號和“新視野”號飛船已接近飛離太陽系邊緣,但通常不認為它們是“星際飛船”。首先因為它們無動力也無人操作,再就是其速度需要上萬年才能夠真正離開太陽系邊緣奧爾特星雲,相信當飛船到達其他恆星系時(約數萬年後)壽命已耗盡。

在馬斯克進入太空領域以前,有志於太空探險的宇航工程界先驅很早便利用現代科技或在不久的將來可預期的科技,著手進行多個星際飛船的先期設計或可能性研究。如“恩茲曼”飛船、“星縷”計劃、“星際”種子、“女武神”計劃、太陽潛水員等。比較著名的則有“代達羅斯”計劃、“獵戶座”計劃(Project Orion)、“遠射”計劃(Project Longshot)、突破攝星、百年星艦及伊卡洛斯工程等。

突破攝星

突破攝星是由“突破”計劃提出的太空探索專案,旨在研發名為“星片”(Star Chip)的光帆飛行器,以期能用五分之一光速(每秒6萬千米)、經過約20年的航行時間抵達半人馬座α星,並在到達後再經過約4年時間向地球傳回資訊。

英國物理學家史蒂芬·霍金生前與投資人尤里·米爾納於2016年4月12在紐約共同啟動該專案。“突破攝星”初期投資為1億美元,最終耗資估計達50億至100億美元。

​代達羅斯計劃

“代達羅斯”計劃是英國星際協會(British Interplanetary Society)在1973至1978年之間倡導的研究計劃,考慮使用無人太空飛船對另一個恆星系統實行快速探測。當時希望研發出核動力引擎作為飛船動力,並前往6光年之遙的巴納德星。

伊卡洛斯工程

“伊卡洛斯”工程(Project Icarus ),由英國星際協會和伊卡洛斯星際組織聯合推出,最終目標是建造一艘具備恆星際航行能力的無人飛船,前往距離太陽系最近的恆星系統勘察,理論上星際航行將耗時100年。伊卡洛斯星際組織的另一個專案叫“海柏利安”計劃。

百年星艦

美國國防高階計劃研究局(DARPA)與NASA合作的一項星際旅行計劃。該計劃於2012年1月啟動,目標是未來一百年內使人類能夠進行恆星際旅行。

相對論對高速亞光速飛船的設計影響重大,此類飛船將是以接近光速的速度飛行,在極遠的未來人類可望從遠離地球的高密度恆星區出發,駕駛亞光速的飛船實施星際旅行。

但宇航員在飛船中流逝的時間,相對於飛船外的時間座標系來說,流動極慢。若以星際飛船內部的航行時間作為參照系,甚至可使船員在正常壽命內,即可抵達外界宇宙的末日。

一種世代飛船的概念設計

​當星際飛船以接近或低於光速的速度作星際旅行時,通常需要用到冷凍睡眠技術,而星際間那看不到盡頭的征途,常常得依靠多個世代的宇航員以在飛船中持久生活的方式,才能接力完成。

這樣一來,星際飛船或會配備冷凍睡眠艙,讓成員進入人工冬眠狀態後,長期在太空中自動巡航;再就是超級巨大的世代星際飛船(宇宙都市式飛船),其成員將近乎永久的居住在飛船空間裡,他們除了駕駛飛船更要生養下一代的宇航員。當飛船抵達目的地時,踏上外星球的宇航員卻是出發時那一代宇航員的後世子孫。

SpaceX飛船星際航行概念圖

​星際航行:人類的終極夢想

就像大航海時代的人們孜孜以求的是如何漂洋過海去發現已知世界另一端的新大陸一樣,如果我們能把21世紀稱作太空時代到來的前夜,那麼,星際航行將是本世代人類的最終夢想。

星際航行分行星際航行和恆星際航行。行星際航行或行星際旅行指在行星系內的行星之間旅行,一般又侷限於太陽系內的行星之間。其中,因載人飛行的行星際航行必須維持生命保障系統,成本極其高昂;而重量較輕的無人飛船(太空探測器)則成了太陽系內行星際航行的主力。

但無論是行星際航行還是恆星際航行,飛船速度都取決於採取何種推進方式。行星際的推進方式有:

重力助推的簡化模型:飛行器獲得的加速度為行星速度的兩倍。

​重力助推法

在太陽系中,因飛往內行星(水星、金星、地球和火星)的飛船軌道方向是朝向太陽的,所以其可獲得加速度;而飛往外行星(木星、土星、天王星、海王星和冥王星)的飛船是背向太陽飛行的,故其速度會逐漸降低。重力助推的簡化模型是:飛船獲得的加速度為行星軌道執行速度的兩倍。使用火箭助推是為飛船加減速的重要方法之一。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須隨著負載重量的增加而呈指數增加。

而使用重力助推法,飛船則無需攜帶額外的燃料就可實現加減速。在條件適宜的情況下,大氣制動也可用來實現飛行器的減速。如將兩種方法結合起來使用,更能最大程度的節省燃料。

霍曼轉移軌道為圖中編號2的半橢圓軌道

​霍曼轉移軌道

是一種變換飛船軌道的方法,途中只需兩次引擎推進,相對節省燃料。飛往火星和金星的飛船一般使用該方法。

太空船使用大氣制動

​大氣制動

飛船使用目標星球的大氣層來減速,但大氣制動的動能會轉換成熱量,因此飛船需防熱結構,以防止燃燒。

熱核火箭

熱核火箭和太陽熱能火箭一般使用氫氣,並加熱到很高溫度,然後通過火箭噴管形成推力。美國原子能委員會和NASA曾發展NERVA計劃,論證了核熱力火箭可以成為太空探索任務的一項現實可靠的工具。NERVA的最主要使命是“為太空任務提供核動力推進系統的科技基礎。”

太陽帆構想圖

​太陽帆

使用巨大的薄膜鏡片,以太陽的輻射壓作為飛船推進力。太陽帆能幫助在軌道上的飛船調整飛行姿態,或是對軌道做出少量修正而無須耗費燃料。

電力推進

電力推進系統使用外部電源,例如核反應堆或太陽能電池來發電,加速化學惰性推進劑速度,並在力量上超越化學火箭。

空間電梯

最初由俄國科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在1895年提出。隨著近年奈米技術取得突破性進展,建造一部空間電梯的現實可能性已大增。預計其建造成本約100億美元,遠少於國際空間站或太空飛船計劃的投資。

離子推進器(離子推力器)

離子發動機原理是先將氣體電離,然後用電場力將帶電的離子加速後噴出,以其反作用力推動火箭。離子發動機缺點是推力很小,現有的離子推進系統只能吹得動一張紙,無法使飛船船脫離地表,且只能應用於真空的環境中。

離子推進器即使在太空中也需很長時間完成加速,但其在經過長時間的持續推進後,將會獲得比化學推進快得多的速度,這使離子推力器能被用在遙遠距離的星際航行中。

南門二:離地球最近的一顆恆星

​恆星際旅行

因遠非人類科學技術所能企及,恆星際旅行指在恆星或行星系統之間進行假想性的載人或無人太空旅行。

恆星際旅行的難度遠高於行星際航行,而一切的困難都來自於距離。太陽系內行星間的距離是不多於30個天文單位(149,597,870,700米/天文單位)的,恆星間的距離卻往往是以百上千個天文單位計,而且大多時候是以光年作單位。

在距離地球20光年以內分佈著59個恆星系統,以及81顆可見星,它們可作為未來人類星際旅行計劃的主要目的地。部分如下:

南門二,距地球4.3光年,是離最近地球的恆星系

含三顆星(G2, K1, M5),G2 為 G2 恆星,與太陽相似。2016年8月24日,科學家發現了此星系中一顆的類地行星比鄰星b,它位於比鄰星的適居帶內。

巴納德星

​巴納德星,距地球6光年

小型,低光度 M5 紅矮星,是離地球第二近的恆星系。

天狼星

天狼星,距地球8.7光年

大型, 由高光度 A1V 主序星與另一顆 DA2 白矮星組成的聯星系統。

天苑四

​天苑四,距地球10.8光年

單個 K2 型星,比太陽小一點和冷一點。它有兩道小行星帶,可能有一顆巨大的及一顆稍小的行星,並或具有類似太陽系的行星系統。

天倉五

​天倉五,距地球11.8光年

單個G型主序星,與太陽類近,很可能有著一個類似太陽系的行星系統。現有證據顯示,系內的5顆行星之中有兩顆在適居帶。

蛇夫座V2306

蛇夫座V2306,距地球約14光年

該星座內的行星沃夫1061c ,是人類迄今發現的太陽系外部最近的潛在宜居行星,其大小為地球體積的4.3倍;它或有著岩石地形,並位於可能具備液態水的適居帶之內。

格利澤581

格利澤581,距地球20.3光年

多行星系統。系統內已被證實存在的行星格利澤 581 d,與另一顆未被證實的行星格利澤 581 g,位於該星系的適居帶。

格利澤667C

​格利澤667C,距地球22光年

多行星系統。系統內已被證實存在的行星格利澤 581 d,與另一顆未被證實的行星格利澤 581 g,位於該星系的適居帶。

​織女一,距地球25光年

一個可能仍然處於行星形成過程中的年輕恆星系。

TRAPPIST-1

​TRAPPIST-1,距地球39光年

新發現的恆星系,其內有7顆可能含有液態水的類地行星。這項發現是人類找尋宜居星體的重大突破。

由於恆星間相隔遼遠,恆星際旅行速度必須達到光速的一個相當高的百份比,或者要花上很長的旅行時間,用數十年至一百年,抑或更久。

以人類現時及可預想未來的太空飛船推進技術,是沒有辦法滿足恆星際旅行所需速度的。即便具備假想性的在理論上達到完美效率的推進系統,其所需的動能對於當今的能量生產標準依然是不可想象的。此外,飛船與宇宙塵埃、氣體的碰撞,也將對人類乘客和飛船本身產生危險影響。

多少年來,人們提出了諸多策略來實現恆星際旅行,箇中有大至攜帶整個生態系統的巨型架構,小到微細的空間探測器;人們又提出了不同型別的飛船推進系統,以滿足速度之需。比如核動力推進、射束供能推進(Beam-powered propulsion)和其它基於推測性物理學的先進方法。

但絕大多數星際旅行的概念,都建基在一個發達的太空物流系統上(Space logistics)。能夠將數百萬公噸的物體移動到某個建築或操作地點,並動用上千兆的電力來滿足建築或動力需求是必要前提。如“星縷”計劃(Starwisp)或“光帆”計劃(LightSail 2)中的星際旅行概念。

假如太空太陽能發電可成為地球能源結構的重要組成部分,太空物流系統就能自然的順勢發展成熟。星際航行對於高太瓦(multi-terawatt system)電力系統的需求,將催生一個恆星際旅行所必需要的每年數百萬公噸容量的太空物流系統。

在恆星際旅行的飛船方面,比較成熟的構想有:

慢速(快速)無人奈米探測器

巨大的星際飛船系統雖然理論可行,但推進成本現實上是不可承受的。隨著奈米技術的進步,極微觀尺度的奈米級推進器或可用來幫助建造光速太空船。美國密歇根大學的研究人員正在開發奈米粒子推進器,這種技術被稱作“奈米粒子場提取推進器”。

理論物理學家加來道雄則建議發射“智慧塵埃”至太空,他還注意到奈米探測器的將面臨磁場、隕石及其它危險,所以一次需發射大量奈米探測器,以確保至少有一個能順利到達目的地。

世代飛船

可把世代飛船看成是一種未來人類的星際方舟,它適用於行星際和恆星際旅行。但最後到達外星目的地的人類,將是那些開始星際旅行的人類後裔。因規模巨大、生物及社會學的問題,建造世代飛船當前並不可行。

其它的飛船技術還有冬眠飛船、冷凍胚胎、跳島策略、快速載人飛船、時間膨脹和恆久加速等。

核脈衝推進太空船

​可用在恆星際旅行方面的推進技術主要有:火箭、核裂變碎片火箭、核聚變火箭、反物質火箭、依賴外在能量來源的火箭;離子推進器;等離子推進器;核裂變動力、核脈衝推進;太陽帆;巴薩德衝壓發動機等。

等離子推進器

等離子推進器(Plasma propulsion engine)的狹義定義是以推進劑(為等離子體)中的電流或電位來加速推進劑,即不單獨用電場加速推進劑者。與其相區別的離子推進器,則是運用高壓電網或電極來加速推進劑。

核脈衝推進

指使用核爆做推力的技術。最早見DARPA的“獵戶座”計劃,1957年由斯坦尼斯拉夫·烏拉姆提議;以慣性約束聚變為起點的新提議則有“代達羅斯”計劃和“遠射”計劃。

核脈衝推進器用塑性核彈在運載器後爆炸產生極高比沖和極高推重比,此研究方向在眼下沒什麼技術瓶頸,但從未測試過。原因有:航天器推力板可能因振動而破損;當前最小尺寸的核彈仍相對大;小範圍使用費用昂貴;違背與核有關條約;在大氣層中使用會有核輻射。

核聚變火箭

是一種以核聚變能量作為推動力的火箭。它能提供有效率且遠端的太空推進力從而減少海量的燃料攜帶量。在未來更加複雜的磁性限制及防止等離子不穩的控制方法問世後,較小的輕型核聚變反應堆就有可能被髮明出來。慣性侷限融合技術可成為火箭輕量化且有力的替代選擇。

對於星際航行來說,核聚變推進的主要優點是它有著極高的比衝量,缺點則是反應堆龐大的品質。但核聚變火箭會形成比核分裂火箭更少的放射線,從而能減少對防護盾的需求。

反物質火箭

​反物質火箭

將比已知其它任何火箭提供更高的能量密度和比衝。若果可以發明高效的反物質生產方法,並安全儲存,反物質火箭理論上可能達到光速的百分之幾十。反物質推進能讓飛船以極高速度(光速的90%)前進,但如此一來相對論導致的時間擴張將變得更明顯。生產和儲存反物質是可行的,但是反物質湮滅將會損失大部分能量,併產生高能伽瑪射線,特別是中微子。

構想中的巴薩德推進器,其核心是一個衝壓發動機,而周圍一英里存在一個無形的電磁場。

​巴薩德衝壓發動機

1960年代物理學家羅伯特·巴薩德所構想的一種理論飛船推進設計。這種推進器就是一個核聚變衝壓發動機,它利用巨大的電磁場(直徑從數公里至數千公里不等)作為漏斗來收集並壓縮星際物質中的氫。飛船的高速將待反應物質強迫推入磁場中,直到壓縮程度到達足以發生核聚變。物質轉變之後形成的巨大能量透過磁場導引至發動機的排氣方向(其方向與預計的行進方向相反),並透過反作用力的原理推進飛船加速前進,達到星際飛行之目的。

那些暫時完全屬於科幻性質的恆星際航行技術還有:超光速、曲速引擎、人造黑洞、蟲洞等。

理論上可達到光速的曲速引擎太空飛船

​曲速引擎或阿庫別瑞引擎是一個推論性的時空數學模型,可仿造出在科幻小說裡星際旅行常用的跨星際超光速航行的飛船。

1994年,物理學家米給爾·阿庫別瑞基於廣義相對論中愛因斯坦方程式,提出波動方式展延空間理論,並建立出一套特別的時空度規。波動方式展延空間引起太空飛船前方的空間收縮而後方的空間擴張,前後所連成的軸向即為飛船想要航行的方向。

飛船在一個區間內乘著波動前進,此區間被稱為“曲速泡”,是一段平直時空。但問題來了,既然飛船在泡泡內並不是真的在移動,而是由泡泡帶著飛船走,廣義相對論中對物體速度不可超過局域光速的限制就派不上用場了。

阿庫別瑞提出的度規在數學上是可行的(符合愛因斯坦的場域等式),但其計算結果或沒有物理學上的意義,也不一定代表人類有朝一日真的能夠建成曲速引擎。

曲速引擎的假想機制還暗示了負的能量密度,是以需要奇異物質才能使用。一些科學家還稱,阿庫別瑞引擎理論上允許回到過去的時間旅行,廣義相對論理論雖然也允許回到過去的時間旅行,但結合了量子力學和廣義相對論的量子引力理論指出這種時間旅行是不可能的,他們進而否定了曲速引擎的可行性。

蟲洞

或稱為愛因斯坦-羅森橋,是連線著時空兩個區域的通道。加入星際飛船沿著旋轉黑洞的旋轉軸心發射進入,理論上是可以熬過中心的重力場,並進入鏡射宇宙。

馬斯克的星際飛船飛行概念圖

​馬斯克的“星際飛船”是什麼?

在講了人類星際飛船、星際旅行及其相關技術原理後,回過頭來,我們再看看SpaceX的“星際飛船”(starship、星艦)是什麼?

9月28日,馬斯克公佈了他的星際飛船專案最新進展和路線圖,預計在6個月內舉行第一次軌道發射測試,在升到19,800米的高空後再回到地球。“這聽起來非常瘋狂。但我認為我們想嘗試在六個月內升抵地球軌道。”他說:“如果設計和製造改進的速度繼續呈指數級增長,我認為這在幾個月之內是正確的。”馬斯克並希望在2020年實現載人升空,其後目標是將人類送上月球、火星及更遠的星球。

目前有兩組團隊正在緊張建造星際飛船的原型機,一組團隊位在佛羅里達州的卡納維納爾角附近,另一組團隊則位於南得州的博卡奇卡(Boca Chica)。而下一代星際飛船已在佛羅里達州的SpaceX工廠初具雛形。

馬斯克於SpaceX旗下的“獵鷹-1”號(Falcon 1)發射11週年之際,在公司設在得克薩斯州南部偏遠小鎮博卡奇卡的發射基地介紹高聳入雲的星際飛船MK1時說:“這基本上是太空的聖盃。”

身兼電動汽車特斯拉公司(Tesla Inc)執行長的馬斯克一直在努力打造新一代SpaceX飛船,可用以載運人員及貨物前往月球、火星,乃至太陽系任何一個角落,還能返回地球。至少,在太陽系內的太空旅行是人類辦得到的,關鍵在於建成能夠重複使用的飛船和火箭,更重要的是採取堅定行動,將地理意識延伸至地球之外。

製造中的星際飛船

​而新版本的星際飛船MK1(加上“超級重型”火箭推進器)將能搭乘多達100人前進月球、火星或地球周圍的其他太空目的地,它還完全可做到多次運作並且週轉迅速。“我們需要這番重大突破,好成為擁有太空能力文明的國家,讓太空旅行如同航空旅行一樣(簡單)。”馬斯克說。

SpaceX安排在明年執行的圍繞著月球飛行的太空之旅,在某種意義上,是向日本企業家、億萬富翁前澤友作及少數藝術家致敬。馬斯克去年就曾經宣佈,前澤友作將是星際飛船的第一位太空旅客,但未透露前澤支付的費用,這位億萬富翁為SpaceX貢獻了一筆數額不菲的款項,以資助星際飛船專案的發展。

自馬斯克於2016年9月在墨西哥舉辦的國際宇航聯盟會議上首次向世界展示他巨集大的星際探索構思後,三年間,SpaceX飛船的概念經歷了數次演變。

馬斯克深信,對現階段的人類星際航行而言,火星才應該是真正的目標。在墨西哥那次會議上,馬斯克釋出了他所謂的行星際運輸系統(Interplanetary Transport System;ITS),目的是在不久的將來登陸火星建立人類殖民地。他在今年9月28日晚間則表示:“這(星際飛船)是在火星上建立自我維持的城市的最快途徑。”

​ITS,一度被稱作“火星殖民運輸器 ”(Mars Colonial Transporter;MCT),是SpaceX的私人出資研發計劃,以設計和建造一個用於火星殖民的太空飛行系統。專案包括可重複使用的運載火箭和太空飛船、地球上用於快速火箭發射與重新發射的基礎設施、近地軌道推進劑加註系統、地外科技等。ITS也被設計成有能力支援今後以太陽系中其他星球為目的地的空間探索任務,如木星及土星的衛星。

為此,SpaceX在2014年之前就開啟了他們的“猛禽”(Raptor)火箭引擎研發,到2016年9月,SpaceX發表的遠期計劃聲稱,將先使用“獵鷹重型”(Falcon Heavy)運載火箭發射兩艘基於“龍”飛船設計的火星探測器,為下一步的星際探索任務作準備。

ITS系統需要組裝一艘可迴圈運用的飛船(帶有兩個鰭片)和一部火箭推進器,高度達122 米。火箭推進器寬度為12 米,配備42臺“猛禽”引擎,而飛船配有九臺“猛禽”。

SpaceX的現役“獵鷹-9”(Falcon 9)火箭搭載9臺“梅林”(Merlin)引擎;“獵鷹重型”火箭則配備了27臺梅林。

“大獵鷹”(超級重型火箭)發射概念圖

​馬斯克在2017年9月又提出“大獵鷹”火箭(Big Falcon Rocket)計劃,簡稱BFR。主要用作遠征火星、地球和月球間的往返軌道運輸、行星際探測任務、可回收複用發射系統,甚而還有地球上的洲際運輸等。

第一艘採用碳纖維複合材料結構的BFR初代樣機自2018年3月起正式製造。同ITS一樣,整個BFR計劃的核心要求是製造出能重複使用的運載火箭和飛船,地面基礎設施可保證快速發射與重啟,以及在近地軌道部署零重力推進輸送技術。但新的飛船將比現役的SpaceX飛船大得多,因裝備“超級重型”運載火箭,BFR在地球軌道的最大有效載荷量將達到150噸。

BFR系統分超級重型火箭和星際飛船兩級,高118米,寬9 米。第一級的火箭推進器配有31臺“猛禽”引擎,頂部的第二級飛船將配7臺。

然而在2018年12月,即第一個碳纖維複合材料的BFR開始部件建造之後9個月,馬斯克去了一趟SpaceX設在得州博卡奇卡的發射場,突然對外宣告改變原有方案,將採取一種“違反直覺的新設計思路”。他說,SpaceX公司主要用於製造火箭結構和推進劑罐的材料將是“相當重的......但非常堅固”的金屬,隨後這被證明是不鏽鋼材料。

星際飛船尾部的三個尾鰭細節

​馬斯克在推出新設計的同一時間還推出了星際飛船(starship)這一全新的名稱,他於2018年12月23日第一次對外透露,首個星際飛船試驗品已經在建有好幾個星期了:一種光滑的不鏽鋼航天器,帶有三個尾鰭,高度為118 米(火箭63米、飛船55米)。

星際飛船由300系列不鏽鋼而非先前的碳複合材料製成。根據馬斯克的說法,他改用不鏽鋼而不是碳纖維製造“星際飛船”的相當大原因是為了降低成本,“在這件事上,鋼是最好的設計決定。”相比碳纖維,鋼更便宜,約佔前者成本的2%,鋼材價格每噸為2,500美元,而碳纖維每噸高達13萬美元。

但是馬斯克更觀察到鋼在低溫和高溫環境下的特殊效能,鋼材越冷越結實,從而非常適合在太空深處飛行,它還具有較高的熔點,使其在返回地球大氣層的激烈再入過程中更具彈性。馬斯克說:“不鏽鋼明顯便宜,顯然建造起來很快—它並不是最輕的。但它實際上是最輕的。如果你看一下高品質的屬性不鏽鋼,不明顯的是,在低溫下,強度提高了50%。”300系列不鏽鋼的高熔點意味著星際飛船的背風側在從外太空再入地球大氣層時不需要用絕緣陶瓦,而更熱的迎風面將通過允許燃料或水經由雙壁不鏽鋼中的微孔排出以冷卻飛船鋼皮外表,並藉助蒸發來去除熱量。

至2019年3月,SpaceX取消了他們從Ascent Aerospace購買的價值數百萬美元的碳複合材料生產工具,放棄所有洛杉磯港的生產計劃,並關閉了複合材料製造廠。

星際飛船的內部發動機

​新一代星際飛船仍由7臺“猛禽”引擎提供動力,“超級重型”(Super Heavy)火箭推進器則最多依靠37臺“猛禽”來供應動力。但馬斯克說,火箭引擎的數量會因不同飛行而異,而每次任務可能至少需要24臺。

Super Heavy原型火箭建造始於2019年第二季度早期,實際用在第一批建造的Super Heavy火箭上的全尺寸型“猛禽”引擎不到35臺,這是由於前期試飛時用不上那麼多的發動機,此舉還會減少在火箭試飛中一旦發生故障時SpaceX的損失。

距離墨西哥邊境以北數公里的博卡奇卡,是SpaceX星際飛船3年計劃期間的測試地點。但星際飛船及超級重型火箭引擎的持續測試,讓1.6公里外約20多戶偏遠村莊居民繃緊了神經。馬斯克也認識到這或將對當地居民造成嚴重破壞,SpaceX公司正試圖將這一小鎮的地盤買斷。他說:“我認為博卡奇卡鎮面臨實際危險的風險很低,但沒有到很微小。所以買下整個小鎮或許會是最好辦法,我們已經提出報價。”

但博卡奇卡鎮所在的布朗斯維爾市卻並不擔心潛在的危險。該市市長特里·門德斯說,在過去五年中,已有一些遊客專程前來博卡奇卡鎮參觀火箭發射,只是訪問量還沒對城市經濟帶來很大影響。門德斯還稱,如果SpaceX把太空常規發射基地設定在小鎮,那局面有望改變。如該鎮仍僅是一個測試地點,那麼經濟好處可能不會像布朗斯維爾市所期望的那樣大。門德斯代表當地人對SpaceX說:“可以肯定的說,整個社群對航天工業帶來的機遇感到非常興奮。我們很高興能在這裡了解更多有關SpaceX計劃的資訊。我當然希望這會對我們的城市產生可觀的影響,因為我一定會喜歡的。”

馬斯克介紹星際飛船效能

​有意思的是,馬斯克本人經常因SpaceX在地球上還存有許多需要解決的難題卻痴迷於去火星而受到批評。

9月28日,他再一次告訴大家,我們星球上的現時問題並不是讓大家停止向外看的理由。馬斯克說:“當然,世界上有很多麻煩,這些事情很重要,我們需要解決它們。但是,我們還需要其它事情使我們能興奮的活著,使我們高興的不一定僅僅是當早晨醒來時並被解僱的事情。我們更要考慮未來,是的,未來將會很棒。太空探索就是其中之一。”

NASA局長吉姆·布里登斯廷在馬斯克的星際飛船亮相前,專門釋出了一條有趣的推文,他提醒馬斯克,SpaceX最大且最重要的客戶NASA,還在等待SpaceX完成將宇航員送上國際太空站的計劃。布里登斯廷說他希望馬斯克對星際飛船表現出的熱情不會分散SpaceX先前對NASA的承諾。

星際飛船發射模擬圖

​看來,NASA最高負責人對SpaceX及波音的Starliner航天器都延誤了多年很不滿意,尤其是當看到馬斯克宣稱高除錯飛自己的星際飛船後。SpaceX與全球這家最大的政府航天機構簽訂了合同,提供能夠將宇航員帶到空間站的“獵鷹重型”火箭和載人“龍”(Crew Dragon)飛船,但上述系統比預定時間表已晚了幾年。

馬斯克則迴應稱,星際飛船和超級重型火箭僅佔用不到5%的SpaceX資源。他強調說:“我們的資源絕大多數用於「獵鷹」和「龍」,特別是載人「龍」飛船。”

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