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Quora问题:到火星需要什么?

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前SpaceX员工

我们拥有将人送到火星的技术 - 目前的瓶颈是成本,这源于一些主要与可重用性和加油相关的问题。

来自Elon Musk的演示文稿中的这些图片在说明问题方面做得非常好:

想要去火星的人和那些能够负担基于传统方法的人的维恩图 - 来源:SpaceX

更新相同的维恩图以显示价格点需要的位置 - 来源:SpaceX

火星任务需要什么?

  • 将成本降低到美国房屋的中位数成本
    • 全火箭可重复使用性:如果您在旅程结束时丢弃车辆,则无法承担运输方式。
    • 加油:使用合适的推进剂(一种具有成本效益且易于在火星上生产的推进剂); 在轨道上加油; 在火星上制造推进剂工厂。

关于可重用性的说明

  • 这就是“技术突破”所需要的地方。
    • SpaceX是唯一一家在火箭可重复使用方面做出了巨大努力和进步的公司,他们的F9R登陆成功很多。 他们已经走了很长的路,但还有很长的路要走。
  • 目前只有火箭的第一阶段可部分重复使用。
    • 它仍然需要在飞行前进行翻新,而不仅仅是加油和发射。
    • 此时第二阶段无法恢复。
  • 火箭和宇宙飞船在飞行中承受了巨大的压力; 即使它们可重复使用,组件也会有不同的预计寿命。
    • 每辆车有针对性的重复使用次数:
      • 助推器: 1000
      • 油轮:100
      • 船:12

火星任务的总体架构,每辆车具有针对性的可重用性统计数据 - 资料来源:SpaceX

预计火星运输成本随着时间的推移 - 资料来源:SpaceX

  • 最初的航班将是昂贵的,但你可以重用车辆越多,自然平均飞行成本变得更便宜。

关于推进剂和再加油的注意事项

  • 这里真的不需要“技术突破”。 以前一切都以某种方式完成。
  • 由于每两年只有一个火星发射窗口,所以殖民舰队将被组装,加油并装载在轨道上,即太空堡垒卡拉狄加。 (请参阅“可重用性注意事项”下的“系统架构”图。)
    • 这比试图进行一次大型火箭发射要高效得多。 在轨道上没有加油需要三级车辆,尺寸和成本是其5到10倍。
    • 根据两年窗口的背景,每艘船12次使用的预测更为合理。

图表比较火星任务的推进选项 - 来源:SpaceX

  • 如图所示,由于能量密度,成本和在火星上容易生产它的能力,深冷冻甲晕(CH 4 / O 2)是最可行的选择。
  • 火星上的水(以冰的形式)和二氧化碳是丰富的,这使我们能够相当容易地产生甲烷和氧气。

从火星上的水和二氧化碳合成氧气和甲烷 - 资料来源:SpaceX


免责声明: 我是前SpaceX员工,代表我自己的观点。 我写的任何内容都不应该被解释为SpaceX的声明。 如需官方声明,请联系SpaceX

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