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编译：魏子民、蒋宝尚

埃隆·马斯克和正在筹划中的秘密“星舰”建造计划已经浮出水面。 这艘名为 Big 的巨型火箭最多可容纳 100 人，并向火星运送 150 吨货物。 整个计划就像“科幻小说”一样，危险却又刺激。

12月，洛杉矶港出现了一个巨大的白色帐篷。 这个占地 20,000 平方英尺、价值 500,000 美元的庞然大物属于马斯克创立的火箭公司。

几个月后，马斯克透露了这个“帐篷”的真正用途：在它下面，工程师们正在建造一艘巨大的星际迷航级宇宙飞船——大猎鹰火箭（或者，正如马斯克所说，Big F***ing）。

上周四，宣布首批《星际迷航》私人乘客将乘坐 BFR 绕月旅行。 同时还表示，该乘客的明确身份将于当地时间周一，也就是明天公布。

关于《星际迷航》第一批私人乘客的相关报道：

BFR 项目再次提醒人们，企业殖民火星的努力正在进行中，而且进展迅速。

马斯克后来透露了更大的野心——向火星发射无人货运仓库。 马斯克表示，这一目标预计将在 2022 年实现。之后，他希望能够将人类运送到那里。

据海外媒体报道：马斯克希望拥有两颗可供人类居住的星球。 消息传出后，很多人都觉得疯了，但也不是没有道理的。

这是在洛杉矶港的一个巨大的白色帐篷里工作的。 图片来自 Earth Pro

整个BFR由一艘157英尺长的航天器组成，火箭助推器是一个191英尺高的“大家伙”。 整个部分高35层，比自由女神像还高。

当加满燃料时，这艘庞然大物重达 900 万磅，可运载 150 吨货物，同时可容纳 100 名乘客。

最重要的是，整个系统将100%可重复使用，这是人类历史上第一个可重复使用的运载火箭。

大猎鹰火箭发射到太空的插图。 到官方

由于BFR承载着马斯克对未来的愿景，该项目成为人类历史上最困难的工程项目之一。

到目前为止，大部分事情都是保密的，我们完全不知道帐篷里发生了什么，所有相关人员都守口如瓶。

因此，无论是专家还是公众都一定很好奇马斯克心目中的星际飞船是如何建造的。

2019：第一艘火星飞船之年？

马斯克在国际宇航大会上发表讲话。

马斯克表示，BFR 系统最终将取代目前使用的所有火箭和航天器，因为它的发射成本比一次性火箭更便宜。

为此，该公司最近筹集了数亿美元，其中大部分可用于 BFR 项目。 6000名员工中越来越多的人开始接触这项工作。

据马斯克称，第一个原型机应该会在 2019 年准备就绪。

整个帐篷的建造可能需要18-24个月，因为建造飞船前身需要相对较长的时间，因为制造机身的工具已经准备好了。 相比之下，NASA 的航天飞机轨道器（比 BFR 航天器小）每个大约需要五年时间。

一旦建成，航天器原型可能会被驳船穿过巴拿马运河，在德克萨斯州降落，然后用卡车运往内陆。 该公司总裁兼首席运营官在 9 月初的一次会议上表示，将于 2019 年底开始一系列短途“跳跃”测试。

与此同时，工人们可能已经完成了该公司位于洛杉矶港的 BFR 工厂的建设，该工厂面积约为 200,000 平方英尺，是白色帐篷大小的 10 倍。

根据该公司的计划，2020年，当所有部件准备就绪后，助推器将把航天器提升到距地球数十英里的高度，然后着陆进行检查和加油。 与此同时，航天器将启动发动机加速进入绕地球轨道。

计划如何在火星上建立基地和甲烷燃料库的示意图

然而，到那时航天器将几乎耗尽燃料，因此计划发射一艘几乎相同的航天器来迎接第一艘在轨航天器。 两艘船将以每小时 17,500 英里的速度进行一系列交会，耗尽的航天器的储罐将充满液态甲烷和液态氧。

首席火星开发工程师保罗·伍斯特表示，采用这种方法有效地重置了火箭方程式。 将100吨或更多的货物发送到近地轨道，然后对接，这样航天器就可以在任何地方携带资源，包括火星表面。

马斯克心中的火星城

根据设计，BFR航天器需要在火星上补充燃料，以便为返回地球提供动力。 该计划是利用火星土壤中的水、稀薄空气中的二氧化碳以及太阳能电池板产生电力来制造氧气和甲烷燃料。

来自地球的光纤信使

BFR航天器登陆火星的示意图。 到官方

BFR 不是普通的航天器：它需要进行繁重的发射、在轨道上加油、承受数月的太空飞行、登陆火星、离开火星、安全返回地球，并重复这个过程。

这就是为什么马斯克计划“用先进的碳纤维材料制造”整个宇宙飞船。

碳纤维复合材料由许多细密但超强的碳丝制成。 当通过热固化时，环氧树脂在纤维周围硬化成超坚韧的树脂。

碳纤维束打结

在这种情况下，纤维的整体强度大于其各部分的总和。 许多碳纤维复合材料的性能可以超过钢的性能。 一些变体还符合铝的特性高达火星移民，铝是一种用于航空航天工业的轻质建筑材料，质量仅为金属的一半。

但用碳纤维建造巨大的结构并不容易，而且正在建造的东西在航空和航天史上是前所未有的。

波音 787 商用喷气式飞机是迄今为止同类中最大的载人飞行器，其重量的约 50% 是由复合材料制成的。

今年 4 月，马斯克在 上分享了一张 40 英尺长的金属圆柱体的照片，旁边是特斯拉汽车的一块看似很小的部件，他首次透露了如何建造碳纤维船的线索。

马斯克在推特上表示：“这将成为 BFR 星际飞船的主要工具。” （他后来删除了这张照片。）

直径约 30 英尺的“枢轴工具”将用于建造大型猎鹰火箭飞船。 麝香

但用这种材料制造航天器是危险的。

为了展示这一技术突破，建造了有史以来最大的碳纤维复合材料燃料箱，然后马斯克的船员将其绑在驳船上，拖入海中，充满低温液体，加压超出极限，然后猛烈爆炸。

一是环氧树脂在室温下固化缓慢。 每种环氧树脂都有不同的固化速率，但根据美国联邦航空局的规定，用于制造飞机的环氧树脂在大约四个星期后就无法使用。 这意味着只需一个月的时间即可建造航天器的每个主要部分。

另一个挑战是碳纤维复合材料不太喜欢与超冷或低温液体接触。 但要保持液态，甲烷必须保持在 -259 华氏度以下，氧气必须保持在 -297 华氏度以下。

2016 年，这一挑战的利害关系变得显而易见，当时九枚火箭中的一枚在发射台上爆炸，而这枚火箭搭载着估计价值 2 亿美元的卫星。 最可能的原因是：充满低温液体的碳纤维包裹的储罐破裂。

巨大的碳纤维水箱内部。 致/埃隆·马斯克

用碳纤维复合材料制造大部分航天器还面临另一个重大挑战：如果材料没有正确固化，航天器的机身可能会出现难以检测和可能导致任务结束的缺陷。

为了避免这种灾难性的缺陷，必须在尽可能大的压力下挤压碳纤维复合材料，以挤出气泡、塌陷空隙并确保牢固的粘合。

如何避免因零件损坏而导致任务搁浅

不管那个白色大帐篷下发生了什么，有一点是肯定的，“检查需要非常仔细。这是因为碳纤维复合材料不容易出现裂纹，所以当复合材料部件出现问题时，表面上可能不会有任何表现。”

波音工人为波音 787 梦想客机采购碳纤维复合材料。 飞往波音

为了检查碳纤维部件，每个部件都需要一台超声波扫描仪。

“飞机可能会出现一些问题，但飞机不会爆炸，但火箭中任何不稳定的东西都将是灾难性的。火箭会爆炸，导致人类死亡。”

为了降低这种风险，我们遵循行业标准实践来创建演示零件、切割全长样品并在压力测试中反复进行测试。 工程师可以将测试数据输入计算机模型和模拟器中，以估计航天器的性能。

这是一个相当繁琐的过程，这也是航空航天材料的引进极其缓慢的原因之一。”方说。

然而，将建造并测试成熟的航天器。

2014年8月，由于发动机传感器故障，火箭在半空中爆炸。 到

美国的许多实验性发射和着陆都以剧烈爆炸告终。

该公司经历了多次火箭发射失败的考验，并付出了高昂的代价。 今年早些时候高达火星移民，马斯克警告说，有史以来最大的火箭猎鹰重型火箭可能会在首次飞行时爆炸。 虽然当时发射顺利完成，但马斯克的态度也能从中看出。

然而，一旦航天器执行任务，飞行中的检查和维修仍然是必不可少的。

专家表示：“这是一项漫长的任务。沿途发生某种破坏或失败的可能性非常高。” ”

例如，微小的岩石或彗星尘埃在太空中极其危险，因为它们可能会以每小时数千英里的速度撞击航天器。

即使在地球上，修复碳纤维复合材料也很棘手。 例如，当国防部需要修复碳纤维复合材料喷气式战斗机时，工人们会对受损区域进行打磨和抛光，用“花式铲子”涂上一层环氧树脂，将受损区域置于真空中，然后加热。 因此可以想象，在地球上难以修复的事情在太空中执行和完成的难度要高出几个数量级。

宇宙飞船并不是凭空出现的

BFR 航天器停靠在国际空间站。 到

另一位航空专家卡塞雷斯表示，每次 BFR 发射可能花费约 1000 万美元，因为该系统设计为可多次重复使用，因此大部分成本都花在了燃料上，因为该系统设计为可多次重复使用。 相比之下，猎鹰重型火箭每次发射的成本接近 1 亿美元。

然而，构建和测试BFR所需的资金数额巨大，从40亿到50亿不等。 如果马斯克失败，这一成本将会更高。 但延误也会在一定程度上增加成本。

这就是为什么如此多的政府太空计划往往如此昂贵，因为它们的开发周期非常非常长，不仅出于技术原因，还出于预算和政治原因。

载有月球乘客的大猎鹰火箭船的描绘。 到

如果展示出足够的成果，NASA可能会参与并投资进一步的开发，这可以缓解资金压力。

卡塞雷斯预测：“最终，BFR 可能成为美国政府的联合项目，因为它太大、太复杂，无法由一家公司单独处理。”

如果它成功地让游客在没有广告的情况下登上月球，美国宇航局和控制政府财政的立法者将会非常感兴趣。

“火箭爆炸，星际旅行者在太空中丧生”

宇宙飞船正在绕地球运行。 到

在建造 BFR 并将乘客送上月球之前，必须完成一项更紧迫的任务。 该公司 16 年历史上首次将 NASA 宇航员送入国际空间站。 卡塞雷斯说：“如果 BFR 想要发挥作用，使用 9 号或重型火箭发射载人太空舱就必须成功。”

但即使这些旅行进展顺利，整个世界也必须时刻做好准备：星际乘客在火星上死亡或在前往火星途中死亡的可能性仍然很高。

2016年，当马斯克向国际宇航大会介绍他的计划时，一位观众问谁应该成为第一批执行火星任务的人。 “第一次火星之旅将非常危险。死亡风险很高，无法避免。” 马斯克补充道，“基本上：你准备好牺牲了吗？如果你能做到，那么你就是候选人。”

地球准备好移民火星了吗？

火星图片

现在，很大一部分美国人认为将私人乘客运送到空间站有点“例行公事”，有些人认为这很危险。

但别忘了，早期的商业铁路、汽车、航空工业并不是很安全，但随着它们的发展，它们的安全性能已经变得非常高。 如果要实现星际旅行这样的目标，或许我们应该对它抱有更多的期待。

危险无处不在，可能会失败，也可能导致人类死亡。 但要知道，在人类早期，探险家们在危险的环境中进行了长达数年的远洋航行。 由此开辟了新的大陆，发现了新的资源，人类的生产力大大提高。

为了这次旅行，首个私人登月器签署了一系列协议。 因此，向平民开放太空旅行才是重要条件，而不是政府控制。

当然，许多人可能会失去生命，但如果不能接受这些挫折，我们探索太空的探索可能会陷入停滞。

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