美国太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克7日高调宣布，将于2026年首次向火星发射不载人的新一代重型运载火箭“星舰”，如果一切顺利，计划4年内进行“星舰”的首次载人探测火星任务。SpaceX的激进火星计划在全球引起关注，支持者称赞其“具备开拓宇宙的划时代意义”，而反对者则批评相关技术风险太大。
SpaceX设想在火星上建立城市的模拟图。（图源：SpaceX）
“技术需要提高1万倍”
马斯克7日在社交媒体X上发文称，计划在下一个探测火星的发射窗口期进行“星舰”不载人探测火星任务。此次任务将验证飞船完整着陆火星的可靠性。如果着陆顺利，计划4年内进行“星舰”的首次载人探测火星任务。他还表示，一旦载人探测火星任务成功，前往火星的太空之旅将呈“指数级”增长，目标是20年内在火星上兴建自给自足的城市。
作为SpaceX探索火星的核心装备，马斯克表示，完全可重复使用的“星舰”让大规模火星之旅具备经济可行性。“SpaceX创造了第一个完全可重复使用的火箭级，更重要的是，使重复使用在经济上可行。从根本上说，让生命在其他行星上生存，是一个将货物运送到火星的平均成本问题。”“依靠现有技术，从地球运送每吨有效载荷抵达火星表面的成本约为10亿美元。需要将其成本降低到每吨10万美元，才有可能在火星建立一个自给自足的城市，所以技术需要提高1万倍。虽然这非常困难，但并非不可能。”
被马斯克寄予厚望的“星舰”是一种可回收、重复使用的航天运输系统。该火箭总长约120米，直径约9米，由两部分组成，第一级是长约70米的“超级重型”助推器，第二级是长约50米、可重复利用的“星舰”飞船。它的设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球和火星等，可将超过100吨载荷送入地球轨道。美国有线电视新闻网称，今年6月SpaceX成功在“星舰”第四次试飞中取得成功，基本实现了该试飞计划的关键目标，并展示了其可重复使用性。
美国“太空”网站描述称，“星舰”是有史以来建造的最大、最强大的火箭，它在发射时产生1670万磅的推力，几乎是美国国家航空航天局（NASA）“阿尔忒弥斯”载人登月计划使用的“太空发射系统”（SLS）火箭的两倍。而且SLS是一次性火箭，“星舰”的设计是完全可重复使用的， SpaceX计划在每次发射后都回收“星舰”的两部分，在快速检查、翻新后开始重新发射，从而保证高密度的发射。SpaceX宣称，“星舰”的强大运载能力和高效的发射频率最终将让马斯克长期以来的梦想——殖民火星变成现实。
去火星可谓“困难重重”
SpaceX官网详细介绍了该公司为何要选择殖民火星。“火星平均距离地球1.4亿英里，是地球最近的宜居邻居之一。火星离太阳的距离大约是地球的一半，所以它有充足的阳光。虽然温度有点冷，但我们可以使它暖和起来。火星大气主要成分是二氧化碳，此外还有氮、氩和其他一些微量元素，这意味着我们可以在火星上种植植物。火星重力约是地球的38%，所以人们可以轻易地举起重物并四处走动。此外，火星的一天与地球非常接近，有助于人类适应火星环境。”
但NASA提到，地球和火星之间的距离在时刻复杂变化，最短距离约为5570万公里，最长距离则超过4亿公里，因此火星探测器的发射窗口期约每26个月一次。而且即便是使用推力强大的“星舰”也难以保证从地球能够直飞火星。
SpaceX为此提出的解决方案是“太空加油”。SpaceX官网介绍说，首先将发射一艘满载燃料（约100吨）的加油版“星舰”飞船前往近地轨道待命，然后前往火星的“星舰”从地面起飞后，在轨对接补充燃料，再出发前往火星。由于“星舰”具备完全可重复使用能力，因此在轨“太空加油”的主要成本就是组成燃料的氧气和甲烷，费用并不高。目前“阿尔忒弥斯”载人登月计划也将使用同样的“太空加油”方案，确保载人登月舱和“猎户座”飞船在近地轨道加油后飞抵月球轨道。至于如何从火星返回的问题，SpaceX考虑利用火星的水和二氧化碳，人工合成氧气和甲烷作为“星舰”飞船的返程燃料，考虑到火星重力远低于地球，因此对于燃料的需求并没有从地球起飞时那么大。
SpaceX官网还表示，预计“星舰”飞船抵达火星后，将以每秒7.5公里的速度进入火星大气层，并进行空气动力学减速，为此该飞船的防热罩被设计成可以承受多次进入。但也有分析认为，目前“星舰”飞船在第四次试飞时测试的是针对地球大气层的减速效果，而火星的大气层远比地球稀薄，因此“星舰”飞船当前的设计是否适应火星大气环境还需要更多的试验。
马斯克多管齐下
目前对于如何殖民火星的技术细节，SpaceX透露得很少。马斯克近日在社交媒体上表示：“我们需要首先专注于解决如何到达那里。”
美国《纽约时报》7月爆料称，知情人士透露，马斯克正指示SpaceX公司研究人员深入研究一座火星城市的设计和细节，包括一个团队为小型圆顶封闭式城市制订计划，另一个团队正在研究对抗火星恶劣环境的宇航服，还有一个医疗小组正在研究人类能否在火星上生育。
报道还提到，马斯克旗下六家公司中的大多数都与火星殖民有关，“每家公司都可能为建立外星殖民做出贡献”。例如马斯克创立的私人隧道企业“无聊公司”以轰动一时的“真空隧道”项目闻名，其实该公司的目的之一还包括研制在火星表面下挖洞的设备。按照马斯克的说法，收购了社交媒体平台X的部分原因是“帮助测试一个由公民领导、以共识治国的政府如何在火星上运作”。此外，马斯克的电动汽车公司特斯拉生产的不锈钢材料的赛博卡车，也是为探索火星准备的。
至于火星殖民地的能量供应问题，《纽约时报》称，马斯克准备布置数百块太阳能电池板用于为火星定居点的家庭供暖和发电提供能源。报道还提到，马斯克在2022年的一次采访中表示，他考虑向火星两极投掷多枚核弹，这样能释放火星两极冰盖中储存的二氧化碳和水，在短时间内大幅提升火星表面温度，从而创造类似地球的适合人类生存的环境。
“危险的幻想”？
SpaceX对于火星殖民的激进计划过于粗糙，这与美国官方的谨慎态度形成鲜明对比。NASA官员此前表示，该机构预计在本世纪40年代之前不会将人类送上火星。“如果人们到达火星，迎接他们的将是贫瘠的地形、冰冷的温度、沙尘暴和无法呼吸的空气。”
按照马斯克此前公布的计划，将在每26个月一次的火星发射窗口集中发射1000艘“星舰”飞船，每次可以将10万人送往火星，预计在2050年前将100万人送往火星。马斯克最近还表示，就地利用火星资源，对于建立自给自足的火星殖民地至关重要，SpaceX计划在“七到九年内”开始推进这一领域的努力。
但批评者认为，SpaceX的提议更多是在展示现有火箭的理论性能，并没有认真考虑殖民火星的真正可行性。例如通常前往火星旅程将需要80至150天的时间，在如此漫长的太空旅行中，宇宙辐射对人体伤害是不可避免的——相比之下，目前在国际空间站长期生活的宇航员还能得到地球磁场的保护。
《火星案例》作者、航天工程师罗伯特·祖布林明确表示“不可能让100万人登上火星”，未来火星上可能会有一些人类探索者，就像科研人员生活在南极一样，但大规模火星移民以逃避地球问题的想法只是“危险的幻想”。
