现在的火箭运载能力已经非常强大。美国SpaceX公司之所以能够在短短几年内,将成千上万颗星链卫星精准地部署到近地轨道,关键就在于他们的猎鹰9号运载火箭。这款火箭可以一箭多星,有时一次就能将三四十颗星链卫星送入太空。同时,猎鹰9号的可重复使用设计,大幅降低了制造和发射成本,让大规模部署成为可能。
除了猎鹰9号,SpaceX还在研发另一款更为强大的火箭——星舰。此前,星舰火箭曾经历多次试飞,第一代和第二代星舰都已退役,即将登场的,是全新第三代星舰V3版本。 SpaceX的首席执行官埃隆·马斯克在社交平台上透露,第三代星舰V3的首次飞行测试将在数周内进行。这次发射的核心任务,是将新一代星链V3卫星送入轨道,同时检验星舰V3多项关键技术的可靠性和性能。 与之前的星舰相比,第三代火箭采用了更薄却更坚固的不锈钢环段,这在保证结构强度的同时,有效减轻了火箭自身重量。新一代星舰体积也更大,比第二代火箭高出了约1.5米,因此能携带更多推进剂,支持更长时间的飞行任务。更重要的是,第三代星舰全面装备了33台猛禽3发动机,推力几乎翻倍,使其运载能力显著提升,一次可将多达100颗星链卫星送上天。 众所周知,马斯克早就计划在近地轨道部署约4.2万颗星链卫星。从2019年首批星链卫星升空至今,SpaceX已成功发射近万颗卫星。在几年内完成如此庞大的发射任务,猎鹰9号火箭的可重复使用特性功不可没。 如今,SpaceX已向美国联邦通信委员会提交申请,计划在近地轨道部署多达100万颗卫星的系统。这意味着,从原本的4.2万颗骤升至100万颗,数量几乎翻了20多倍。如果仍依赖现有的猎鹰9号火箭来完成,时间将极为漫长,甚至可能出现早期发射的卫星在新卫星到位前就坠落的情况。 第三代星舰火箭即将首飞,一次最多可运送100颗星链卫星,并且具备重复使用能力。如果星舰成功服役,SpaceX的发射效率将大幅提升。然而,即便如此,要在近地轨道部署100万颗卫星,每次发射100颗,也需要大约1万次。更棘手的是,随着轨道上的卫星数量激增,空间拥挤程度也在上升,如何避免碰撞成为现实问题。 当然,SpaceX提出要发射100万颗卫星,并不意味着真会全部部署。近年来,全球各国都在争夺低轨道和频率资源,尤其是距地球三四百公里到1200公里的近地轨道。实际上,要通过低轨道卫星提供互联网服务,数万颗卫星已足够满足需求。 有专家预测,低轨道可容纳的卫星数量约为6万颗。因此,SpaceX提出庞大的星链计划,更像是一种战略性的先占先得。太空轨道资源的原则很简单:谁先占用,谁就拥有,后来者若要使用同一轨道或频率,必须与先占者协商。否则,一旦卫星在轨碰撞,责任将由后来者承担。 我国同样在建设低轨道卫星系统,例如推进中的卫星互联网计划GW星座,现已进入常态化发射阶段,未来计划申请超过20万颗低轨道卫星。 SpaceX研发星舰火箭的目标不仅仅是发射星链卫星,他们有着更宏大的蓝图——登陆月球,甚至登陆火星。 马斯克曾提出,到2050年组建庞大的星舰舰队,将100万人送往火星,在那里建造城市,实现火星移民的梦想。 虽然第三代星舰尚未首飞,但马斯克已表示计划今年年底发射,届时将搭载特斯拉人形机器人擎天柱登陆火星。他预计,如果一切顺利,最早可能在2029年实现载人登陆,2031年实施载人任务的可能性更高。 马斯克的火星时间表经常调整。此前,他曾计划在5年内完成首次无人探测火星任务,并在7年内进行首次载人任务。这与后来提出的2029年或2031年的计划有较大差距,显示出太空探索的不确定性。 随着科技进步,人类对地球的依赖正逐渐减弱。未来,走出地球、探索月球、火星乃至更远的宇宙,将成为不可阻挡的趋势。几百年前,人类未曾想象发现新大陆,更无法预料能乘飞机迅速跨越海洋。如今,我们去月球、火星仍有难度,飞船至少需要半年才能到达火星,但未来飞行时间或将大幅缩短。 SpaceX的星舰火箭总长约120米,直径9米。火箭由长约70米的超级重型助推器和星舰飞船组成,二者均可重复使用。设计目标是将人类和物资送入太空,甚至前往月球、火星,可搭载100人或100吨物资。尽管运载能力巨大,实现火星移民仍充满挑战。 火星环境极为恶劣,比地球沙漠或戈壁滩更加严酷。火星大气稀薄,几乎没有氧气,人类无法直接呼吸;气温偏低,靠近太阳的距离也较远。因此,登陆火星必须穿着宇航服。 火星死寂无生机,宇航员面临的生存问题异常严峻:食物、氧气等基本物资至关重要。目前尚未发现火星生命,登陆初期的食物需依赖地球补给,一旦补给出现问题,宇航员生存将面临巨大风险。 从地球到火星,飞船至少要飞行半年。关键是,火星发射窗口每隔26个月才出现一次,错过就要等待更长时间。这让第一批火星移民的旅程充满险象,甚至可能有有去无回的风险。不过,这并非不可解决。比如在载人登陆前,先派遣机器人建造基地、庇护所,种植农作物,开发水资源,确保条件成熟后再发射载人飞船。这种充分准备意味着在未来几年内,要真正安全送人到火星,还远未实现。