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马斯克更新星舰及火星殖民计划信息

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4月6日晚, SpaceX在StarBase面向公众更新了部分星舰和火星殖民计划信息。 Musk以其标志性的磕磕巴巴风格做了长45分钟的专题演讲,信息量还是比较大的, 这里择重点简要列示一下。
一开始Musk还是继续重申前往火星, 将人类变为一个行星际文明的必要性。这部分几乎没什么新内容,但对于SpaceX而言, 一个强有力的愿景和使命是其保持进取的最好方法。我们就暂且直接略过, 直接进入技术内容更新环节。


IP属地:甘肃1楼2024-04-08 09:59回复
    首先是在轨燃料转移, 也就是在轨加注。目前的计划在明年实现在轨加注演示。这个就属于星舰深空任务的基础能力了, 没有内建在轨加注能力的话, 星舰其实还就是一个大一点的传统火箭。


    IP属地:甘肃2楼2024-04-08 10:01
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      然后是登月任务。首先是支持NASA的载人登月重返月球, 而SpaceX也提到MoonBase Alpha, 这是一个永久性的月面基地。这个基地的相关细节还有待后续挖掘。


      IP属地:甘肃3楼2024-04-08 10:02
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        Musk接下来展示的是猛禽发动机的进化图谱。从猛禽1到2再到3, 推力增加50%, 猛禽3海平面版的预期海平面推力达到280吨(这个数字已经超过蓝源BE-4发动机标称的250吨推力,推重比指标估计要高出BE-4一倍以上), 真空版推力则达到306吨。在推力大幅增加的同时, 其复杂度则又有相当程度的下降, 从展示图看, 已经是一个很难再继续精简的结构(Musk在现场播放了一段猛禽3的试车视频, 视频上展示的发动机和展示图片很接近)。 与猛禽2相比, 猛禽3因为改进了热防护结构, 从而也取消了泵后的热防护罩, 叠加本身复杂度降低带来的减重,也为超重的干质比提升作了相应的贡献。猛禽3的增推方法和猛禽2的应该是一样的, 主要靠增加发动机流量来实现, 一个直观的改变就是尾焰长度明显增加, Musk也提到安装猛禽3的SH的全推力尾焰长度可能达到1000英尺长。可以想象未来星舰3.0起飞时,就是一个150米长的箭体后拖着300米长的尾焰, 在天空中形成一个可视长度达到近500米的巨型飞行物。


        IP属地:甘肃4楼2024-04-08 10:02
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          发动机之后是星舰本身的演化。这个表比较详细,可以说要说的东西都在图上了。需要特别注意的就是左上角的“全复用”, 也就是说这里的运力数字是全复用状态下的运力数字。 这个图里比较意外的其实是starship2.0的运力数字, 这里的100+比之前的数字是要低的。另外也可以看到,相比目前的设计, SH格栅翼的位置下移, 热分离级间段略有拉长, 应该是基于前两次试飞做了针对性调整。StarShip3的全高约150米, 长细比16+, 比起F9B5的20:1逆天长细比虽然是低了点, 但也算是很苗条的火箭了...... 前面说要说的东西都在图上, 但图上没说的东西也值得注意, 比如:星舰3.0的起飞推力达到10000吨, 而上一页显示猛禽3的最大海平面推力是280吨, 显然以目前33台发动机的规模达不到这个数字。
          当然Musk在这个环节作出最令人震惊的预期则是:星舰3的单次发射成本将低于F1(就是最早的那个只有1台merlin发动机的小火箭), 预计将仅有2-300万美元。那么简单计算可得, 星舰3的每吨入轨成本大约1-1.5万美元, 每公斤不到15美元。 如果取下限的话, 这个成本其实已经接近目前的洲际航空货运报价了。这就是复用带来的成本削减效应。


          IP属地:甘肃5楼2024-04-08 10:03
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            接下来进入火星殖民计划。 首先是地-火转移。轨道设计这块没什么新的东西, 为了最大化保障物资规模,走的依旧是能量需求最低的霍曼转移轨道, 每26个月一次窗口。当然Musk的想法是, 窗口期之间会发射和集结成百上千艘星舰于地球停泊轨道上, 在时间窗口开启后高密度地点火进入转移轨道。 如果实现, 这个千舰竞发的场景就是科幻照进现实了。


            IP属地:甘肃6楼2024-04-08 10:04
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              具体星舰发射计划, 信息都在图上。大体上就是在轨加注集合, 然后第一批星舰将在着陆后被拆解作为基地建材, 然后在火星基地具备燃料制造条件后,才考虑火星起飞返回。


              IP属地:甘肃7楼2024-04-08 10:08
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                Musk列出了几个着陆地点的选择条件。 考虑第一代移民不具备在火星表面长距离迁移的条件, 所以着陆点就是未来的发展基地, 为此需要考虑矿产资源,光照。而在此之外, 为了保障星舰运作, 还需要考虑地质和海拔条件(海拔越低, 大气减速越明显, 等同于运力增加)


                IP属地:甘肃8楼2024-04-08 10:08
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                  火星基建


                  IP属地:甘肃9楼2024-04-08 10:09
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                    基建任务和自持火星城市。这个就比较泛泛而谈了, 好像图也不是新作的。


                    IP属地:甘肃10楼2024-04-08 10:10
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                      接下来是运力评估。这几个数字, 其实是基于一个前提假设: 即需要从地球运输至少100万吨物资到火星, 才能支持一个火星殖民城市实现自持运行。 假设每个窗口期实现150万吨进入近地停泊轨道并出发,其中约25万吨物资可以到达火星表面, 那么也需要4次窗口期超过8年时间。而这个估计就引出了下一张图:


                      IP属地:甘肃11楼2024-04-08 10:11
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                        星舰生产率。为了实现上面的计划, 每年需要制造1000艘星舰。这个只能说: 野!
                        其实讲到最后, 应该可以理解为什么Musk多次在公开访谈中提到:制造相比设计是远远被低估的环节。按照常规航天行业造火箭的路子, 星舰项目目前的进度基本就等画画句号了。而以殖民火星为目标的话, 现在其实连个坚实的起点都没有, 因为规模化制造远远比搞个能用的难。如果能在有生之年看到这一切成为现实, 人类确实成为一种行星际文明, 某种程度上也是地球人的幸之至了。


                        IP属地:甘肃12楼2024-04-08 10:12
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                          火星上真能种土豆吗


                          IP属地:四川来自Android客户端13楼2024-04-08 10:54
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                            记得月球坠落里就是很多的🚀齐发,结果少部分出现故障导致大面积损毁计划失败!


                            IP属地:北京来自Android客户端14楼2024-04-08 11:21
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                              谢谢分享!最搞不明白的是,就算能成功,但火星没有磁场,那样想要改造火星大气层的可能性很低,那殖民真的可以做到吗?


                              IP属地:美国来自iPhone客户端15楼2024-04-08 11:24
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