Big Fucking Rocket
Big Fucking Spaceship
地球已經留不住科學狂人了，今天，他將公布自己的宇宙大計——火星殖民計劃。
閱讀本文之前，你可能不知道：
馬斯克的 Big Fucking Rocket 和 Big Fucking Spaceship 是什麼？
馬斯克想要一次 「地球——火星」 往返航班？
到了火星，我們住哪兒？
讀了這些，你將對發布會內容了如指掌。
閱讀之前我們先簡單了解下火星殖民將遇到的難題
如果懶得閱讀下文，那可以簡單的一句話帶過~
「火星上壓力不足，難以形成和地球類似的大氣層，生物無法生存。」
通過SpaceX，埃隆馬斯克（Elon Musk）在煽動太空旅行之火方面做得或許比其他任何人都要多。他毫不諱言自己的雄心壯志，他說自己之所以不讓SpaceX上市就是為了堅持其夢想，讓行星之間的旅行變成現實。
不用說，這當然不是一件容易的事。實際上，「火星一號」（Mars One）計劃（支持該計劃的人認為這項計劃可在未來十年內實現）最近遭遇了重創，麻省理工學院的研究員們證明了它是不可行的，因為如果人類移民到火星，那些人是或不長久的，很可能會死於飢餓。
但是正如Aeon的羅斯安德森（Ross Anderson）指出的那樣，建立火星殖民地還有一個巨大的障礙需要清除，即「如何在火星上建造完整的大氣層」。他說：「我們並不知道地球的大氣層是如何保證不消散的。」
安德森寫道：「在火星上，我們能夠設想的最好結果就是通過機器人實現的野蠻殖民。」而且，最早的一批先行者還將面臨不少的問題，包括如何攜帶醫療設備和物質，如何維修火星上的設備等等，現在人們對此還知之甚少。他們絕對沒辦法營造一個足夠100萬人長期、舒適地在火星生活的環境。
壓力不足
實際上，火星並不是唯一一個缺乏大氣層的行星。太陽系裡一共有4顆類似地球的星球，除了火星之外，還有金星和土衛六。但是問題是，火星的大氣層與地球的大氣層是完全不同的。
首先，火星上的大氣層比地球大氣層要輕100倍，它上面的大氣很容易消散。其次，火星的大氣層氣壓很低，因此火星表面的平均溫度只有華氏零下81度，而地球表面的平均溫度為華氏57度。第三，火星大氣層幾乎完全由二氧化碳組成，人類無法呼吸。
如果真要在火星上建造一座適合人類居住和其他動物生存繁衍的大都市，我們就必須設法將火星的大氣層換成跟地球的大氣層一樣的大氣層。
以下是火星和地球的大氣層成分對比表，資料來自美國航空航天局。
再造地球
某些人相信，人類可以通過「地球化改造」的方式讓火星擁有與地球一樣的大氣層。地球化改造的概念是針對月球和火星而提出的一個設想，但是要想實現這一設想還需要很長的一段時間，還有很多重大的技術難題需要解決，比如如何將大量的原材料運送到月球或者火星上去。
專注於火星探索的非營利性組織Mars Society的主席羅伯特卓比林（Robert Zubrin）在接受《大眾科學》採訪時稱：「我們知道如何讓行星溫暖起來，我們現在正在這麼做。」他的意思是向大氣中釋放更多的溫室氣體。
卓比林說，在火星大氣中添加氟碳氣體尤其是四氟化碳可以產生溫室效應。四氟化碳是一種製冷劑，它不同於破壞地球臭氧層的氟利昂，它不會產生副作用和破壞我們想要創造的大氣層。
卓比林預計，隨著火星溫度的升高，其凍結的土壤就會開始融化，釋放出二氧化碳，進一步加快溫室效應，將火星地表的平均溫度提高到32度。然後火星上的地下水系統就開始融化，回流到古老的河床中。當水流與火星土壤接觸之後，就會分解掉過氧化物，釋放出氧氣。雖然還不足以維持人的生命，但是已經足夠植物生存，植物可進一步向大氣中釋放出更多的氧氣。
一旦植物在火星上生存下來，我們就只需等待氧氣濃度提高。到那時，火星殖民者就可以帶著供氧設備登上火星，他們可以先在池塘中種植海藻和海草，為以後的食物鏈發展打下基礎。他說：「你可以在火星上造漁場，在沒有人工輔助的情況下，水將會是更高級的動物得以生存繁衍下去的第一個環境。」
當水生動物能夠愉快地在火星上生存之後，我們就可以逐步遷入昆蟲、哺乳動物和人類。大氣層建好之後，我們才能獲得可以呼吸的空氣和宜居的溫度，才能自由地活動。畢竟，沒有人想整天戴著氧氣罐生活。
國際宇航大會（IAC）即將在墨西哥瓜達拉哈拉舉行，就是今天（9 月 27 日）。
在這個大會上，我們熟知的SpaceX 創始人埃隆·馬斯克（Elon Musk) 將發表演講，題為「讓人類成為多星球物種」（Making Humans a Multiplanetary Species），首次完整描述「我們將如何殖民紅色星球」。
埃隆·馬斯克在 SpaceX 新產品發布會上
看起來，埃隆·馬斯克這個月過得並不省心。
2016 年 9 月 1 日，SpaceX 獵鷹九號火箭在位於佛羅裡達州的卡納維拉爾角發射臺上爆炸了。SpaceX 不得不停止了一切航天飛行項目，並試圖找出事故發生的原因。
獵鷹九號花了 Facebook 創始人扎克伯格 （Mark Zuckerberg）兩億美金，Facebook 想要這顆衛星給全球未接入網際網路的地區帶去網絡。但現在他們不得不停止這一項目。
扎克伯格發推特說：「我非常難過 (I am deeply disapointed.)」
但是，SpaceX 確認：這次失敗不會改變馬斯克在國際宇航大會（IAC）上發言的內容。
把人類送上火星居住這條路看起來如此荒誕，但馬斯克在 YC 合伙人 Sam Altman 專訪的時候是這麼說的： 「某些時候，我所相信的那個東西實在太過重要了，哪怕是失敗我也必須去做。」
馬斯克沒有少說 SpaceX 對人類的意義。
在 2014 年《萬古雜誌》（ Aeon Magazine ）的採訪中，馬斯克說道：「我認為讓人類在多個行星上生活是十分符合人道主義精神的，因為當一些毀滅性事件發生時，這樣做可以保證人類的存在。」
「我確信移民火星成功的可能之一就是建立起一個可以自我維持的、能夠自行發展的火星殖民地。我現在確信它是行得通的。」 一年前，馬斯克對 YC 合伙人 Sam Altman 說，「我的火星計劃是用十年時間，做到能夠把一定數量的人類送上火星。快一點的話，大概需要九年。在這之前，我需要確保 SpaceX 不能死掉，確保我自己也不能死掉；或即便我真的死了，也要確保有人能把火星計劃繼續下去。」
想像中的火星殖民地
馬斯克曾在去年 12 月對《GQ》雜誌說，「我想這對於人們來說一定非常瘋狂，無論如何。」
還有十年不到，在馬斯克的計劃中，一艘裝滿人類乘客的飛船即將發射去往火星。這對一個現在還沒把一個人送上太空的公司來說，時間似乎太緊了。
也正是因為如此，我們對這次國際宇航大會（IAC）上馬斯克的演講如此關注。
在大戲開演之前，先看看我們搜集的關於馬斯克火星殖民計劃的 「前情提要」。友情提示：這份前情提要裡，未知的比已知的來得多；以及對於馬斯克的火星殖民計劃，看好的人其實沒那麼多。
Big Fucking Rocket：超級大火箭馬斯克火星計劃主要依靠兩個 「大傢伙」：一個巨型的的火箭助推器，和一個能夠載人、載貨到火星表面的巨大的宇宙飛船。
助推器幫助宇宙飛船從地球上發射，之後，宇宙飛船將繼續航行直到火星。
這兩個運載工具常常被稱為 「火星殖民運輸器 （Mars Colonial Transporter）」，簡稱 MCT。然而，馬斯克上周否定了這個名字，所以現在它們被稱為 「星際運輸系統」。馬斯克認為這些運載工具的使用範圍並不局限於火星。
馬斯克的推特是這麼說的：
最終，MCT 的使用範圍會超越火星，所以它需要一個新名字。— Elon Musk (@elonmusk) September 17, 2016.
SpaceX 公司計劃打造的巨型火箭代號叫 BFR，是 Big Fucking Rocket 的首字母縮略詞。這個代號讓人聯想到在電子遊戲《毀滅戰士》中，有一把巨槍名為 BFG（Big Fucking Gun)。
在 Reddit 網站 2015 年 1 月的「有問必答」節目中，馬斯克說這款助推器將發射一艘裝滿 100 噸有效荷載的宇宙飛船前往火星。這次運往火星的貨物數量將大於之前人類歷史上的任何一次。所以，從名字我們也可以知道，這款火箭非常巨大；它可能和之前載人登月的土星五號運載火箭一樣大，甚至更大。
「一切都得幾何倍地大。你要知道，及時要把一個兩層的房子一路送到火星，你需要一個非常非常大的火箭。」 鮑比·布勞恩（Bobby Braun），喬治亞理工學院空間技術專業的副教授，在接受美國科技媒體 The Verge 的採訪中說。
預計明年發射的獵鷹重型火箭的藝術效果圖。
BFR 火箭可能比這款火箭更大，並且只有一個核心。
馬斯克曾說這款運載工具將只有一個巨大的火箭核心 （a single massive rocket core）。而且，BFR 火箭極有可能是可重複使用的（不是單次發射完了就不管了），就像 SpaceX 的獵鷹九號（Falcon 9）火箭一樣。
怎樣製造這樣一個巨大的運載工具？
製造成本是多少？
這些問題大家並不清楚。
Big Fucking Spaceship：超級大飛船打造 BFR 火箭的目的是為了搭載一艘巨大的飛船飛向太空。這艘飛船代號為 BFS，是 Big Fucking Spaceship（大飛船）的縮寫。這艘飛船將成為搭載乘客前往火星殖民地的主要工具。
但現在這艘飛船的結構和操作流程還不為人知。有人猜想 BFS 飛船是否通過自旋產生人造重力，以減輕乘客們肌肉或骨質密度的流失。還有很多猜測是關於飛船如何保護太空人免受深空輻射和太陽耀斑的傷害的。
大問題是：BFS 飛船如何在火星上著陸？
這是一個棘手的問題，因為火星稀薄的大氣層不能提供足夠的緩衝，使飛行中的飛船減速。它的大氣層密度只有地球的百分之一。所以大塊的貨物在飛行途中速度太快，著陸時可能會猛烈撞擊地面。
這不僅僅是 SpaceX 公司遇到的難題；就連美國國家航空航天局NASA現在也只能保證一噸的貨物完好地降落在火星。
好奇號火星探測車（Curiosity rover）在著陸時使用了降落傘和空中吊車。
但是，馬斯克面臨的是 BFS 飛船運載的多達 100 噸重的人和貨的著陸問題——這大約是好奇號著陸重量的 100 倍。
鮑比·布勞恩（Bobby Braun）認為，SpaceX 公司不會學美國國家航空航天局的方法來解決貨物著陸問題 。相反地，它可能找到一種方法能利用火箭發動機來控制著陸。這種方法叫超聲波制動推進，SpaceX 公司在發射獵鷹九號時就是用這種方法著陸的。
然而，人們現在還不能確定是整個 BFS 飛船都能在火星上著陸，還是只有飛船的一部分載著人員和貨物降落在火星表面。
無論是 BFR 火箭還是 BFS 飛船，它們的核心部件都是 「猛禽」——SpaceX 公司 2009 年研發的新款巨型發動機。
馬斯克說，這款 「猛禽」 發動機 可以在發射時產生 50 萬磅的推力，就跟太空梭的主發動機一樣有力。它使用液態甲烷作為燃料，這一點和獵鷹九號火箭上的 「灰背隼」 發動機不同。「灰背隼」 發動機用的是柴油燃料。根據喬治亞理工空間技術專業的副教授布勞恩推測，燃料種類的變換可能是因為在火星上可以通過地下冰和二氧化碳來生成甲烷。這就意味著 「猛禽」 發動機能夠在火星上 「補充燃料」。
「猛禽」 發動機的一個組件正在美國國家航空航天局斯坦尼斯航天中心接受測試。
在 SpaceX 研發的一大堆 「猛禽」 發動機中，有多少是發動 BFR 火箭的，多少是發動 BRS 飛船的，目前尚未明確。
SpaceX 公司的董事長和營運長特維爾·肖特韋爾（Gwynne Shotwell）稱，第一個按原物尺寸製作的 「猛禽」 發動機已經在今年年初送到位於德克薩斯州的麥格雷爾測試中心接受檢驗。
在人類到達火星之前，在火星上居住所需的設備都必須送抵火星。當移民到火星的人類到達，他們需要來自地球的食物和物資，以及應對設備損毀或故障的替換零件。
馬斯克的解決辦法就是 2016 年年初宣布的 「紅龍任務」（Red Dragon missions）。2018 年，SpaceX 公司計劃向火星發射一款 「龍號載貨密封艙」（Dragon cargo capsule），這些密封艙將為火星移民們帶去物資和替換零件。
按 SpaceX 公司的計劃，龍號載貨密封艙將於 2017 年進行首航。這款密封艙將安裝在重型運載火箭——獵鷹重型火箭的頂部。當這款龍號密封艙到達火星時，它將使用超聲波制動（supersonic retro propulsion）推進的方法來著陸。
SpaceX 公司計劃每隔 26 個月實行一次 「紅龍任務」——發射時間是地球和火星的運行軌道最接近的時候。這種設計是為了建立一條通往火星的可靠線路。
和火星一號計劃不同的是，馬斯克的火星殖民計劃是允許人們重返地球——火星一號計劃 （Mars One project） 承諾的是一次去往火星的單程旅行。
2013 年荷蘭非營利組織 「火星一號」（Mars One）宣布公開徵集前往火星的地球人，送出兩男兩女四名地球人去往火星，但這四個人將不再回來。
「火星一號」計劃 2016-2021 年利用 SpaceX 的「龍飛船」探測衛星，2022-2023 年完成 4 名志願者的登陸，每一名團隊成員將會擁有一個類似於上圖的居住單元。
「我們得把這艘宇宙飛船帶回來」，馬斯克在 2014 年麻省理工航空航天百年紀念大會（ MIT Aeronautics and Astronautics Centennial Symposium in 2014）上說，「這些宇宙飛船造價高，而且製造困難。我們不能把飛船留在火星。所以不管人們願不願意回來——如果他們不願回來也可以跳下飛船。「
那麼問題來了，這艘宇宙飛船怎樣重返地球呢？
事實上，在之前沒有任何其他宇宙運載工具從火星表面重返地球。
從火星上完成發射是一件不可思議的事；它要求運載工具在著陸時，還保留有發動機和足夠的燃料，使其可以從火星上起飛，再次回到地球。然而，如果馬斯克能夠在火星上就直接為他的運載工具補充燃料，那麼從火星上起飛並重返地球也就可能實現。
其實，哪怕不回地球，僅僅關於關於 BFS 飛船如何得到足夠的燃料飛往火星的問題，人們都有很多猜測。
發射這樣一個巨大的運載工具會用掉很多燃料，這意味著在到達火星之前這艘宇宙飛船需要補給。有媒體猜測，馬斯克可能用其他的火箭為 BFS 飛船送去燃料。
馬斯克沒怎麼對外公布人類在火星上將會住在哪裡。
移民到火星上的地球人需要一個生命保障系統：有可供呼吸的空氣，有清潔可循環的水源，有足夠的食物。當然，大多數的科學家一致認為我們到了火星上還是要依靠火星的土地生活。
「提供足夠的食物、飲水和空氣是首要任務，但肯定不是長久之計。」 克裡斯·麥克凱伊（Chris McKay），美國國家航空航天局艾姆斯研究中心的一位行星科學家，在接受媒體訪問時說，「也許最初幾年，大家能靠自己帶去的食物生活，但是最終我們還是要自己在火星上生產食物。」
畢格羅航天公司製作的充氣型太空棲息地。SpaceX 公司將在火星項目中使用怎樣的棲息地，目前仍未有定論。
為火星移民提供食物面臨諸多挑戰。
比如說，火星土壤中包含一種高氯酸鹽，這種鹽對人類來說是毒藥。所以如果要在火星上種莊稼，人們要麼使用從地球上帶去的土壤，要麼使用某些方法把火星的土壤進行淨化。
「這是一個巨大的困難，目前還沒有人能解決它。」 行星科學家麥克凱伊說。
火星上的輻射水平也比地球高，環境更加寒冷，重力只有地球的三分之一。所有這些因素如果沒有得到妥善處理，會對人體造成嚴重傷害。
我們不知道是否能從馬斯克的演講中得到這些問題的答案。
「SpaceX 是一個航天運輸公司，」喬治亞理工學院空間技術專業的副教授布勞恩（Bobby Braun）說，「我想大家能聽到的大部分都是關於航天運輸建構的討論。SpaceX 在保證人類安全方面需要其他公司的技術支持。」
除此之外，還有很多問題。
比如:
什麼樣的人能夠去火星？
所需費用是多少？
「我認為這是極其困難的，」 查爾斯·米勒（Charles Miller）NexGen 航天諮詢公司 CEO 在接受媒體採訪中說道，「我讚賞馬斯克創造第二個人類社會的理念，但是這太難了，不是說有理想，就能把複雜問題簡單化。」