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马斯克: 特斯拉机器人明年前往火星 马斯克最新演讲

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具体来说,是两艘星舰在轨道上对接,一艘星舰将推进剂(燃料和氧气)传输给另一艘星舰。实际上,大部分质量是氧气,氧气占了将近 80%,燃料只占 20% 左右。


所以,我们的策略是:先发射一艘装满货物的星舰进入轨道,然后再发射几艘“加油专用”的星舰,通过轨道补给把推进剂灌满。一旦推进剂补满,那艘星舰就可以启程飞往火星、月球,或者其他目的地。

这个技术非常关键,我们希望能在明年完成首次演示。


接下来要解决的最难问题之一就是“可重复使用的隔热罩”。

目前还没有人真正研发出能够多次使用的轨道隔热罩。这是一个极其困难的技术挑战。就连航天飞机的隔热罩,在每次飞行之后都需要几个月的维修——要修复破损的隔热瓦,还得逐块检测。

这是因为再入大气层时的高温和高压极其严酷,能承受这种极端环境的材料非常少,主要是一些先进陶瓷,比如玻璃、氧化铝,或者某些类型的碳材料。

但大多数材料在多次使用时要么会被腐蚀、要么会碎裂、剥落,很难经受住再入过程中的巨大压力。

这将是人类第一次真正开发出一个“可重复使用的轨道级隔热系统”。这个系统必须极其可靠。我们预计未来几年都将持续对它进行打磨和优化。

不过,这项技术是可以实现的。我们并不是在追求一个不可能完成的任务,它在物理学范围内是可行的——只是实现起来非常非常难而已。

至于火星的大气,虽然它主要由二氧化碳构成,乍一看好像比地球更“温和”,但实际上情况更糟。


当二氧化碳在再入过程中变成等离子体后,会分解成碳和氧气——这样一来,火星大气中游离氧的含量就会比地球还高。地球大气中氧气只有大约 20%,而火星在等离子分解后,氧含量可能是地球的两倍甚至三倍。

而这些自由氧会猛烈地氧化隔热罩,几乎是要把它“烧掉”。所以我们必须在二氧化碳环境中进行非常严格的测试,确保它不仅在地球上有效,在火星上同样可靠。

我们希望地球和火星使用同一套隔热罩系统和材料。因为隔热罩涉及很多技术细节,比如确保隔热瓦不会裂开、不会掉落等等。如果在地球上使用相同材料进行上百次测试,等真正要飞往火星时,我们就可以有充分的信心它能正常工作。

此外,我们正在研发下一代星舰,相较当前版本,它有很多改进。


比如,新一代星舰更高,船体和助推器之间的“中段结构”(interstage)也设计得更合理。你可以看到新的支撑结构(struts),这让“热级间分离”(hot staging)过程更加顺利。

所谓热级间分离,就是在助推器还在燃烧时,星舰的引擎就提前点火。这样,来自星舰发动机的火焰可以通过这些开放的支撑结构更顺畅地排出,不会干扰助推器。

而且这一次,我们不会像之前那样把这些结构扔掉,而是让它们随星舰一起飞行,做到可回收利用。

这一版本的星舰高度稍微增加了一点,从原来的 69 米提升到了 72 米。推进剂的容量,我们预计将略有提升,长期来看可能会达到 3700 吨。我的猜测是最终会接近 4000 吨的级别。

推力方面,也就是“推重比”部分,我们可能会达到 8000 吨推力,甚至最终上探至 8003 吨——这是在不断优化提升的过程中。我的估计是,最终我们会实现 4000 吨推进剂、接近 10000 吨推力的配置。


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