星艦誕生，人類(lèi)文明即將飛向太空？

聶涅

星艦飛往火星（想象圖）

美國(guó)太空探索技術(shù)公司（即：SpaceX公司）正在開(kāi)發(fā)新型火箭，他們不僅打算將人類(lèi)再次送上月球，甚至還想于2024年把人類(lèi)送到火星。這種火箭被稱(chēng)作“星艦”，它原來(lái)的名字是大獵鷹火箭。

兩箭合一成星艦

星艦有118米高，由兩種不同火箭組成。這兩種火箭的原型分別來(lái)自于“獵鷹9號(hào)”和“重型獵鷹”，前者在2018年的時(shí)候已經(jīng)成功發(fā)射過(guò)9次，后者已在2018年2月6日成功發(fā)射，形狀都是圓柱形。

在未來(lái)，升級(jí)了的獵鷹9號(hào)預(yù)計(jì)有68米高，并裝有37臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)，它們一起啟動(dòng)所產(chǎn)生的推力約有7500噸，其數(shù)值是“土星5號(hào)”的兩倍。土星5號(hào)火箭是把各個(gè)型號(hào)的阿波羅飛船送上太空的火箭，自20世紀(jì)60年代誕生以來(lái)，直到今天它仍然是世界上推力最大的火箭。

而重型獵鷹在未來(lái)會(huì)被改裝得更小，從原來(lái)的70米，縮小到50米，并且它更像一艘火箭飛船，它的底部還有兩個(gè)三角形的機(jī)翼。改裝后的重型獵鷹將分客運(yùn)與貨運(yùn)兩種。它們機(jī)艙內(nèi)部都有1100立方米，客運(yùn)重型獵鷹里面會(huì)配有客艙、餐廳和休息室等，它主要用來(lái)運(yùn)輸載人，其載客量最高達(dá)100人。另外，兩種新型重型獵鷹上都安裝著6臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，因此它們自己能在太空中產(chǎn)生不俗的推力。新型獵鷹九號(hào)和重型獵鷹都能夠在發(fā)射之后，重新降落到發(fā)射臺(tái)上，并再次使用。

把升級(jí)改造后的獵鷹九號(hào)和重型獵鷹結(jié)合在一起，就造就了一個(gè)前所未有的“星艦”！

特殊材料制成的星艦

星艦兩個(gè)部分的火箭都將以液態(tài)甲烷和氧為燃料，并主要以碳纖維復(fù)合材料為建造材料。碳纖維復(fù)合材料主體是非常纖細(xì)且超級(jí)堅(jiān)韌的碳絲。科學(xué)家先把這些碳絲編織成自己想要的形狀，然后用粘性膠狀環(huán)氧樹(shù)脂固定，并把環(huán)氧樹(shù)脂加熱成超韌樹(shù)脂，此時(shí)，一種具有特定形狀的碳纖維復(fù)合材料就被制作出來(lái)了。與鋼相比，只要五分之一量的碳纖維復(fù)合材料就可以達(dá)到、甚至是超過(guò)鋼的性能。

不過(guò)，想要讓星艦飛往火星，并非是輕而易舉的事情。盡管碳纖維復(fù)合材料有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但它也有局限性：碳纖維復(fù)合材料在低溫情況下容易破裂。前面提到星艦將以碳纖維復(fù)合材料為建造材料，其中包括了星艦的燃料儲(chǔ)存器，然而儲(chǔ)存器內(nèi)環(huán)境得在-183℃以下，這樣才能使甲烷和氧保持液態(tài)，這樣低的溫度足以使燃料儲(chǔ)存器爆裂（因?yàn)閮?chǔ)存器內(nèi)還要加壓）。不過(guò)不久前，SpaceX開(kāi)發(fā)出了新型的碳纖維復(fù)合材料，這種新型材料在低溫環(huán)境下更加堅(jiān)固耐用。

與此同時(shí)，SpaceX的科學(xué)家已經(jīng)計(jì)劃好去往火星的大概流程了。

充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的火星旅途

新型獵鷹9號(hào)將作為第一推進(jìn)火箭，先把客運(yùn)的重型獵鷹送上太空，然后新型獵鷹9號(hào)會(huì)在20分鐘內(nèi)返回基地，填充燃料，再把滿(mǎn)載燃料的貨運(yùn)重型獵鷹送上太空。而在太空的某處，貨運(yùn)重型獵鷹最終會(huì)趕上客運(yùn)重型獵鷹，并為它補(bǔ)充滿(mǎn)燃料，隨后回到地球，客運(yùn)重型獵鷹再繼續(xù)前往火星。客運(yùn)重型獵鷹到達(dá)火星會(huì)花上80天到180天不等，這取決于火星相對(duì)于地球的位置。

客運(yùn)重型獵鷹并非是單程的，雖然到火星之后，它的燃料所剩無(wú)幾，但不需要擔(dān)心，SpaceX還打算先把燃料推進(jìn)劑的生產(chǎn)機(jī)器運(yùn)到火星，它會(huì)利用火星當(dāng)?shù)氐臍怏w和物質(zhì)合成液態(tài)甲烷和氧。到時(shí)，乘坐客運(yùn)重型獵鷹來(lái)到火星的人類(lèi)可以用它來(lái)直接補(bǔ)充燃料，再返回地球。

不過(guò)，就算有了能夠到達(dá)火星的火箭，以及近乎完美的行程計(jì)劃，火星之旅依然充滿(mǎn)著挑戰(zhàn)。

首先是宇宙輻射，火星之旅讓人類(lèi)第一次如此遠(yuǎn)離地球，屆時(shí)，飛往火星的宇宙飛船將完全暴露在宇宙輻射之下，飛船能否抵擋住還是個(gè)未知數(shù)。如果糟糕的情況發(fā)生了，輕則使船員患癌、基因突變，重則致使船員死亡。

其次，去往火星的并不全是訓(xùn)練有素的宇航員，更多的是只經(jīng)受過(guò)幾天訓(xùn)練的旅客，他們將面臨的是發(fā)射時(shí)的超重、太空的失重以及極端的環(huán)境，等等。他們能不能適應(yīng)這些情況，也是一個(gè)不小的問(wèn)題。SpaceX和其他一些科學(xué)家也事先發(fā)出了警告：即使有著先進(jìn)的設(shè)備，去往火星很可能會(huì)付出自己的生命……

乘坐星艦環(huán)球旅行

不管怎么樣，去往火星似乎已經(jīng)板上釘釘了。除了去往更遙遠(yuǎn)的星球，SpaceX的科學(xué)家還計(jì)劃用星艦來(lái)進(jìn)行環(huán)球旅行，以達(dá)到“一物多用”的目的，這似乎是可行的。

星艦的發(fā)射臺(tái)計(jì)劃建在海上，并與城市保持一個(gè)安全的距離。輪船會(huì)把旅客從港口接到發(fā)射臺(tái)上進(jìn)行“登機(jī)”。在旅客登上火箭之后，升級(jí)了的獵鷹9號(hào)會(huì)利用氧氣與甲烷的混合燃料，把整個(gè)星艦和旅客送上高空;當(dāng)星艦到達(dá)指定位置之后，獵鷹9號(hào)會(huì)與重型獵鷹分離，然后安全降落在另一個(gè)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行補(bǔ)給的發(fā)射臺(tái)上，而這一切將由電腦控制自動(dòng)完成。

而升級(jí)了的重型獵鷹將繼續(xù)向上升到地球的亞軌道，旅途過(guò)程中，旅客不僅能俯瞰地球，還能欣賞到外太空的美景，而且還能體驗(yàn)到失重的感覺(jué)，并不用擔(dān)心氧氣補(bǔ)給的問(wèn)題。

很快，重型獵鷹再次回到大氣層，到達(dá)發(fā)射臺(tái)上空，隨后，尾部先行著地，并垂直安全地降落到發(fā)射臺(tái)上。由于利用火箭動(dòng)力飛行，重型獵鷹的環(huán)球旅行無(wú)疑會(huì)比普通飛機(jī)的更快?！叭ネ澜缟先魏我粋€(gè)地方，你所花費(fèi)的時(shí)間都超不過(guò)1個(gè)小時(shí)。”SpaceX的首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克如此說(shuō)道。

小貼士

什么是亞軌道？

亞軌道指的是剛超過(guò)100千米，并與地球大氣層表面近乎重合的運(yùn)行路線。跟不斷環(huán)繞地球的衛(wèi)星相比，處于亞軌道的飛行器在無(wú)動(dòng)力的情況下，在環(huán)繞地球一周之前依然會(huì)被地球的重力“拉回”地面上，其運(yùn)行軌跡類(lèi)似于拋物線。