马斯克的火星殖民计划：不需要建设轨道站、空间站等设施

美国太空探索技术公司SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)有个雄心勃勃的殖民火星计划，以便帮助人类成为跨行星物种。为了实现这个目标，他旗下公司正在研发星际飞船、猎鹰重型火箭，并开始建设火箭和飞船工厂，帮助打造前往火星的星际飞船舰队。

马斯克正在彻底颠覆美国宇航局(NASA)的火星殖民计划，不需要建设轨道站、空间站等设施，直达火星的策略似乎更省钱省力。火星协会会长、先锋航天公司总裁罗伯特·祖布林(RobertZubrin)日前撰文，详细解读了马斯克的火星策略。

以下为祖布林的撰文全文：

上周，我(祖布林)和妻子霍普(Hope)前往德克萨斯州的博卡奇卡(Boca Chica)与埃隆·马斯克(Elon Musk)会面。当我们在SpaceX总部内交谈时，一支流浪乐队在外面演奏，为排队申请多个类别工作的人提供娱乐，这些求职者将帮助制造前往火星的载人飞船。数百人已经被雇佣，并在建筑群中工作，很快就会有数千人加入进来。

马斯克称他的设计为“星际飞船”(Starship)。这是由甲烷/氧气驱动的不锈钢两级入轨火箭，有效载荷能力相当于将阿波罗宇航员送上月球的土星5号运载火箭(Saturn V)。然而，土星5号火箭是消耗性硬件，只能使用一次就会在大气层中坠毁。而星际飞船将完全可重复使用，就像客机一样，因此将从根本上降低有效载荷交付成本。

星际飞船的具体表现还有待证明。然而，马斯克就在这里，他建造的并不是第一艘证明这一概念的实验船，而是正如我们已经目睹的那样，他建造了组装星际飞船的工厂和舰队。他疯了吗?按照传统航空航天行业人士的想法来看，他的确让人觉得有点儿疯狂。但他的疯狂似乎自有其道理!

我认识马斯克已经有二十多年了。2001年，我是帮助说服他制定火星殖民目标的人之一。他的计划在很大程度上是基于我的设想，也就是通常所说的“火星直达”(Mars Direct)计划。我在1996年出版的《赶往火星：火星直达》(The Case for Mars, Mars Direct)一书中详细阐述了这一点，它彻底打破了美国宇航局以前如何完成殖民火星的思考，但马斯克的星际飞船计划要激进得多。

除了在20世纪90年代，美国宇航局在负责太空探索的副局长迈克·格里芬(Mike Griffin)的指导下，确实接受了“火星直达”计划的扩展版本之外，该机构始终坚持沃纳·冯·布劳恩(Wernher Von Braun)在1948年至1969年之间几次变化中提出的范式。根据这些想法，首先应该建造轨道站，为使用先进的推进系统在轨道上建造巨型星际宇宙飞船提供平台，这些宇宙飞船将从地球轨道飞向火星轨道。从这些轨道母舰出发，小型登陆器可以带着宇航员到火星表面插上国旗，留下几个脚印，然后在短暂停留后返回轨道。

相比之下，“火星直达”计划和星际飞船计划都使用从地球轨道到火星表面的直达飞行，并使用在这颗红色星球上找到的当地材料制造甲烷/氧气推进剂，以直接从火星表面返回地球。这两个计划都避免了对轨道基础设施、轨道建筑、星际母舰、专门的小型登陆器或先进推进器的任何需求。两者都涉及从第一次任务开始就在火星上停留很长时间。对于这两个计划来说，任务的中心目的不是飞向火星，而是在那里完成更严肃的事情。

但这是有区别的。在“火星直达”计划中，这个不起眼的地球返回飞行器和机组人员的居住舱都离开了将它们送入轨道的助推器，并降落在这颗红色星球上，居住舱加上有效载荷的总质量约为40吨。而在马斯克的计划中，星际飞船会被发射到轨道上，然后由六艘负责加油的星际飞船在那里添加燃料，之后整个飞船将飞往火星，提供高达200吨的居住舱加有效载荷质量。因此，“火星直达”计划可能每次向火星派遣4至6名宇航员，而星际飞船可以容纳50人或更多人。

马斯克的计划提供了比“火星直达”计划更强大的任务执行能力，但这种能力是有代价的。具体地说，如果宇航员要回来，你需要重新给星际飞船加载推进剂，这需要大约1000吨。而在“火星直达”计划中，在机组人员之前送往这颗红色星球的地球返回飞行器只需要100吨推进剂。支持星际飞船行动所需的火星表面动力和其他基地要求比实施“火星直达”计划所需的要求高出10倍。

因此，马斯克需要提前建立大型火星基地，几艘星际飞船会单程前往火星，装载着大量的基地建设设备，比如10个足球场大小的太阳能电池板，以及派遣机器人来建设。直到一切准备就绪，首批搭载宇航员的载人星际飞船才能到达那里。这使得该系统对于探测来说是次优的，但探索并不是马斯克想要的。