英媒分析：马斯克能在特朗普任期内将美国人送上火星吗？

Trump wants Musk to put an American on Mars during his presidency

Can he?

Photograph: Alamy

人类制定的法律可以被修改、废除或违背。但物理定律却没那么容易左右。对于将人类送上火星这件事——埃隆·马斯克将其视为在火星上建立定居点以及拯救人类的第一步——如今他几乎不用担心人类法律方面的阻碍。马斯克通过他所谓的政府效率部（DOGE），成功对美国联邦航空管理局（FAA）进行了大幅改革，该机构曾是他的公司SpaceX发展的一个阻碍。此外，他还得到了一位美国总统的支持，这位总统不仅不太在意法律约束，还明确认可马斯克的火星计划。唐纳德·特朗普总统在就职演说中宣称，现在是美国人“追求我们命中注定的星际使命，派遣美国宇航员在火星上插上星条旗”的时候了。这并非一时之言。六周后，他在向国会发表的讲话中又重申了这一愿望。

然而，还有物理层面的限制。这些限制并不意味着无法从地球轨道抵达火星轨道。从原则上讲，这相当简单。将航天器送入围绕太阳的椭圆轨道，精心选择轨道参数，使其在出发时与地球轨道相切，到达时与火星轨道相切（见图）。根据数学计算，六到八个月后，航天器将抵达火星轨道上位于太阳另一侧的某一点。

唯一的困难在于，需要在火星到达该点的同时，航天器也能到达。要做到这一点，在发射时地球需要比火星落后大约45度，而这种情况每两年多才会出现一次，也就是说，在任何一个四年总统任期内，这样的发射时机只会出现两次。如果要在特朗普总统任期结束前将人类送上火星，他们必须在2028年底出现的发射窗口期离开地球轨道。但除非这次任务要冒极大的风险，否则需要事先进行一次或多次无人先导着陆任务。而这些无人任务必须在2026年底开始的发射窗口期内发射。

这正是马斯克去年表示想要做的事情。当时这似乎不太可能实现，而如今看起来几乎是不可能的了。

在通往火星的路上

马斯克的计划核心是“星际飞船”（Starship），这是SpaceX公司在得克萨斯州南端的星际基地（Starbase）设施中研发的一款前所未有的大型、理论上可完全重复使用的航天器。这款两级系统设计的最早版本之一曾被称为“火星殖民运输器”；其设计可使其一次搭载多达100人。

“星际飞船”空载时重量约为100吨，搭载人员和货物后重量最多可增加150吨。推进剂一直是发射系统质量的最大组成部分，这又会增加1500吨的重量。即使有“超重”助推器（Super Heavy）在飞行的最初几分钟内将其推到距离地球表面60公里的高度，并达到约4400公里的时速，几乎所有的燃料都将用于使“星际飞船”达到进入近地轨道所需的28000公里的时速。

如果“星际飞船”的任务只是将SpaceX公司的“星链”（Starlink）通信卫星舱送入轨道（这是其商业用途），那么最后只剩余少量燃料也没关系。按计划释放卫星，然后用剩余的推进剂重新进入大气层并着陆。然而，如果打算将“星际飞船”送往更远的地方，那么几乎空了的燃料箱就需要重新加注燃料。

这意味着其他“星际飞船”将不得不为前往火星的“兄弟飞船”运送额外的推进剂。需要执行多少次这样的任务，取决于每次“加油船”任务能够运送到轨道的燃料吨数。如果“星际飞船”的有效载荷能力低于计划，那么为燃料箱加满燃料可能需要15到20次任务。实际需要多少次，没人知道：在进行了23个月、8次飞行测试后，目前还没有任何一艘“星际飞船”成功进入轨道。

划过天际

SpaceX公司声誉颇高，去年9月马斯克谈到要在2026年前让多艘无人“星际飞船”进入轨道，加注好燃料并准备前往火星时，即便不太可能实现，至少也让人觉得有一丝可能性。该公司如今每周能从其“猎鹰9号”（Falcon 9）火箭机队中进行三次或更多次发射，而这在以前看起来同样不可思议。

去年10月，该公司在半空中成功捕获了返回的“超重”助推器，震惊了世界。次月，它让一艘“星际飞船”从亚轨道太空飞行中返回，在经历了大气再入的火焰后，精确控制其在印度洋溅落。人们对该公司全方位技术实力的评价又进一步提高了。

今年，之前所有测试中使用的“星际飞船”版本已被一个新的、更大且理论上经过升级的版本所取代。但进展并不顺利。1月16日，这些“Block 2”版本的“星际飞船”中的第一艘在与“超重”助推器分离几分钟后，尾部发生火灾，随后被安全系统炸毁，碎片如雨点般洒落在特克斯和凯科斯群岛上空。SpaceX公司认为已找出问题原因，于3月6日再次尝试；但发动机再次出现故障；“星际飞船”又一次不得不被炸毁；炽热的碎片再次如雨点般落在加勒比海上空。

看起来，能够完成预期任务的“星际飞船”，乐观估计也还遥遥无期。这些挫折加剧了进行更多测试的必要性，但也减缓了测试的速度。SpaceX公司一直都清楚，在制造出能够往返轨道的“星际飞船”后，它还必须解决如何将超低温推进剂从一艘飞船转移到另一艘飞船的问题——这是此前从未有人尝试过的。

该公司也明白，要开发出能够连续快速进行多次“加油船”发射的能力，需要大量的实践。这就是为什么该公司申请了今年在其得克萨斯州基地进行25次发射的许可证。但事实证明，发射速度已经放缓。在2025年过去一半时，该公司可能总共只能进行4次试飞，而到那时，距离火星发射窗口期就只剩下16个月了。马斯克声称2026年仍有可能进行无人火星发射，这实在让人难以相信。

图表：《经济学人》

“星际飞船”的延迟不仅对马斯克的火星计划时间表是一个打击，对美国国家航空航天局（NASA）的月球计划也是个坏消息。2021年，NASA选择了一个版本的“星际飞船”，让其在美国宇航局“阿尔忒弥斯”（Artemis）登月计划中发挥关键作用，即把宇航员从他们将乘坐离开地球的“猎户座”（Orion）太空舱送往月球表面（见图）。这个用于“人类着陆系统”（HLS）的“星际飞船”版本，和那些计划用于火星任务的“星际飞船”一样，将配备着陆腿、生命支持系统以及一些装载货物的空间。而且，它也需要在轨道上进行或多或少的完全燃料加注。

NASA表示，计划在2027年中期发射“阿尔忒弥斯三号”任务，这是旨在让美国宇航员重返月球表面的任务，因此需要HLS版“星际飞船”的支持。这意味着要在2026年进行一次无人HLS模拟演练。如果在那个时间框架内无法进行无人火星任务，那么无人月球任务也同样无法进行。已经多次推迟的“阿尔忒弥斯三号”任务将被进一步推迟。

前往月球的飞行不像前往火星的飞行那样受到轨道动力学的严格限制。原则上，NASA只要准备好就可以出发。但它确实面临着一个政治上的最后期限。中国表示计划在2030年实现载人登月。中国的登月计划比“阿尔忒弥斯”计划简单得多，不涉及轨道加注燃料或类似的复杂操作。中国将基于其近年来成功的无人探测任务的记录，而这是美国尚未能企及的。曾在美国宇航局人类探索项目中担任高级职务的工程师丹尼尔·邓巴彻（Daniel Dumbacher）最近向国会作证称：“任何客观评估，包括我自己的观点，都得出这样的结论：（NASA）目前的方案在2030年前实现载人登月这一里程碑的可能性非常低。”

走向碰撞的轨道

尽管“阿尔忒弥斯”计划是在特朗普任期内启动的，但对特朗普圈子里的人来说，登月本身并不是一个高度优先的事项。马斯克的兴趣纯粹是出于工具性目的；SpaceX公司从NASA获得的用于HLS的40亿美元合同，也将开发该公司进行火星任务所需的技术。在特朗普第一届政府中与“阿尔忒弥斯”计划关系最密切的副总统迈克·彭斯（Mike Pence），如今已无足轻重。该计划曾经自豪宣称的让第一位美国女性——以及第一位有色人种——登上月球的目标，如今成了一个因关注多样性、公平性和包容性而被现政府反感的倡议。今年3月，这一承诺被悄然从政府网站上删除。

然而，被中国抢先登月可能就是另一回事了。华盛顿的许多人认为，中国登上美国尚未重返的月球这种情况是不可接受的，这意味着需要对“阿尔忒弥斯”计划进行修改或替换。由亚马逊创始人杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）拥有的火箭公司蓝色起源（Blue Origin）正在为“阿尔忒弥斯”计划的后续任务开发一款更小、更精巧的月球着陆器；也许可以提前使用。国防公司洛克希德·马丁（Lockheed Martin）制定的将物体从地球轨道运送到月球轨道的可重复使用拖船计划，或许也可以加快推进。

也许SpaceX公司除了原本正在研发的“星际飞船”之外，还能贡献些别的东西。航空航天工程师罗伯特·祖布林（Robert Zubrin）关于到达和定居火星的想法对马斯克产生了很大影响，他认为SpaceX公司应该为“超重”助推器开发一种新的一次性第二级，使其能够发射除“星际飞船”之外的其他物体。这样做可以提供一种将大型有效载荷运送到近地轨道以外的地方，包括月球的方法。

马斯克对偏离他的核心目标的这些想法毫无兴趣；“星际飞船”的核心仍然是“火星殖民运输器”。他和现政府都不会热衷于在竞争对手的新硬件上投入大量资金。但如果不采取任何行动，特朗普不仅无法在他的第二个任期结束前享受派遣美国宇航员前往火星的荣耀；他还很有可能看到中国宇航员在登月竞赛中占据领先地位。

享受乐趣

不过，特朗普任期的结束绝不意味着马斯克雄心壮志的终结。这让他有兴趣让SpaceX公司能够适应未来的变化，因为在民主党政府执政期间，SpaceX公司预计不会得到什么好处。他希望看到“星链”尽可能地融入政府的运作体系，并让SpaceX公司的发射服务和卫星在美军太空部队的运作中变得更加核心，从而打压各种竞争对手。但从他的角度来看，延长他的政治“发射窗口期”的最佳方式，是利用他的精力、资金，以及通过DOGE可能对政府系统获得的任何技术影响力，来确保特朗普的继任者如果可能的话是支持马斯克的，即便不支持，至少也要对火星探索感兴趣。

这样一个继任政府不必承诺为火星探索的高难度行动提供资金，只要不加以阻拦就行。事实上，尽管政府资金无疑会受到欢迎，但由外部资助的火星任务也有其自身的优势，能够提供政府资助的任务几乎无法想象的灵活性。

No mere boosterism Photograph: AP

一个大问题是任何返回之旅。如果“星际飞船”能按设计要求运行，在轨道上加注燃料后肯定能够到达火星。但它们将无法携带足够的燃料返回。SpaceX公司打算通过借鉴祖布林博士的一个想法来解决这个问题：利用火星的二氧化碳大气层和地下冰层制造用于补充燃料箱的甲烷。

祖布林博士设想在宇航员到达之前，先在火星上着陆一个推进剂生产设施，这样他们到达时就会知道有返回的手段。但要为像“星际飞船”这么大的航天器做到这一点，意味着需要一个拥有大量太阳能电池板的工厂，或者一个设计尚未确定且未经测试的小型核设施。在首次载人任务之前，必须提前一到两个轨道发射窗口期运送这样的有效载荷，这将把首次载人任务推迟到2030年代。即使是马斯克，无论他多么努力，也可能无法让他的政治“发射窗口期”开放那么久。

另一种选择是将首批开拓者送往一个没有现成燃料储备的地方。这将增加本就危险的任务的风险。前往火星的宇航员在漫长的失重旅途中将面临辐射暴露和肌肉萎缩的可能性；火星环境远比地球上的任何地方都恶劣。即使每两年多进行一次补给，尝试在一个外星球上停留长达六年的时间也将极其艰苦。这或许不比18、19世纪的一些探险航行所经历的更糟糕，但也同样无法保证成功。

这不是政府做事的方式。约翰·F·肯尼迪（John F. Kennedy）总统为美国设定了在20世纪60年代末之前将人类送上月球的目标时，他明确表示还应让宇航员安全返回。然而，马斯克对以政府的方式做事不感兴趣，也不想监督类似“阿波罗”计划那样的项目。肯尼迪想要进行月球任务，并不是因为他对月球感兴趣（他并不感兴趣），而是因为他想证明美国的意志、创新能力和工业实力能够被调动起来，去实现一项非凡的壮举——一项超越苏联的壮举。

马斯克想要进行火星任务，是因为他希望看到火星上建立定居点。他在言辞上对这一想法的承诺与他的行动和投资所体现出的偏好高度一致。毫无疑问，他能够找到志同道合的人，这些人很可能非常适合这项任务，并且愿意在没有确定返回路线的情况下，带头去实现这一使命。如果他们愿意承担风险，马斯克也会愿意。

根本不想停下来

事实上，所有迹象都表明他会走得更远。毫无疑问，马斯克与特朗普结盟的部分原因是出于机会主义：总统的权力极大地有助于实现让火星旅行首先成为可能、然后成为常规的目标。马斯克野心勃勃，他把美国的政治体系当作一个助推阶段，以此来开启他认为自己在其中扮演关键角色的人类多行星命运之旅。

当他认为这个“助推阶段”的任务已经完成时，他是否有动力去“捕获”并“翻新”这个阶段，就不太清楚了。■