即使是世界首富,也要考慮錢不夠花的問題。最近,身價達8520億美元(約合5.85萬億元人民幣)的科技狂人馬斯克,宣布了“棄卒保車”的計劃:其麾下的太空探索公司,將暫時放棄登陸火星的計劃,專注精力建造一座月球城市。
他想開發月球,還有一個核心目標,那就是在這里發射100萬顆衛星!
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狂,真的太狂了。不論是所謂的月球城市,還是在月球發射衛星,聽著都遠遠超出了常人的想象。但首富畢竟是首富,馬斯克的狂,還真有一定的道理。
實際上,世界各國早就設想利用月球執行太空任務了,因為這里的優勢非常獨特。
首先,月球的引力僅為地球的六分之一,逃逸速度約為2.38公里每秒,而地球則需要11.2公里每秒。這意味著月球上的太空任務更加容易,可以飛得更遠。
其次,月球沒有大氣層,這意味著不必克服空氣阻力,也不需要設計復雜的氣動外形和耐高溫再入結構。
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另外,從純粹物理角度看,從月球表面將物體加速到月球軌道或地月轉移軌道所需的能量,遠低于地球的發射。別說是電磁彈射,就連普通的發射,也可以節省大量的燃料,從而讓航天器攜帶更多科學載荷,提高探索效率。
不僅如此,考慮到月面晝夜周期長、日照充足,可以利用大規模太陽能陣列提供電力。
還有就是,從月球發射衛星,可以避開地球上空的海量衛星以及太空垃圾,這樣的發射任務也可以避開這個問題。
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我國也早就規劃了在月球的太空任務。2030年,我國將實施載人登月,隨后建立月球基地,并搭建月球發射平臺,進軍火星以及更遠的太陽系深處,這些因素疊加,讓月球成為了人類進軍宇宙的絕佳跳板。
由此可見,在月球上發射航天器,確實比地球更有優勢,也更加誘人。如果在“國家隊”中有一個能率先實現這個目標的話,我國的進度顯然更加領先。但要是論及私人航天公司,馬斯克的Space X排第二,沒有人敢自稱第一。
我國剛申報20萬顆衛星,馬斯克隨后申報了100萬顆;我國要通過月球進軍宇宙,馬斯克也準備在這執行太空任務;我國建立月球基地,他索性建立月球城。這一次,他似乎是要跟中國杠上了。
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這100萬顆衛星,據稱是用來建設太空AI數據中心的。此前他宣稱,用Space X的星艦就可以實現這個目標。但星艦目前距離實用還比較遙遠,所以他將目光對準了月球。為此,他甚至宣布暫時放棄移居火星的計劃,而是集中人力、物力、財力建設月球城市,以月球為跳板,既能保證太空數據中心的建設,也能更輕松地前往火星。
而且,關于月球上怎么發射衛星,馬斯克都有了規劃,那就是電磁彈射。早在上個世紀80年代,美國物理學家杰拉德·奧尼爾就提出了“質量驅動器”的概念,即利用電磁軌道將衛星彈射到太空中。
大家對電磁彈射這個詞應該不陌生,航母上的戰斗機起飛就能用到這個技術,咱們的福建艦剛剛實現。
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馬斯克的衛星發射計劃,基本原理跟航母彈射戰斗機一樣,都是通過線性電機或軌道炮式線圈產生洛倫茲力,將載荷沿軌道持續加速。不同的是,由于彈射的最終速度不同,二者的規模有著明顯的差距。
即便月球的引力小,想要將一顆1噸重的衛星通過電磁彈射的方式送入太空,軌道的長度也需要達到好幾公里!而且,這是比較極限的情況,也就是加速度非常大,這意味著推力也會相當驚人,超過重力加速度的好幾倍,搞不好就會導致衛星本身受損。
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如果把加速度縮小到穩妥的范圍內,那么軌道的長度可能就要超過10公里,甚至可能超過100公里!當然,馬斯克發射的衛星也不至于有1噸重,或許可以允許相對小一點的加速度。即便如此,以公里為單位的軌道長度,對于一家連載人登月都沒有完成的私人航空公司來說,也未免過于遙遠。
就算軌道建成了,想要實現對衛星的電磁彈射,還需要充裕的電能才可以。盡管月球太陽能獲取更簡單,也只是和有大氣層的地面相比,要支撐高頻次電磁發射,仍遠遠不夠。
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為了確保上述設施的建設,馬斯克要求Space X首先在月球建立一座城市,從而有充足的人力和物力來生產能源、建造巨型電磁彈射裝置,以及一座衛星組裝廠。而這些,都是目前的人類遠遠無法實現的。
正因如此,美國開放人工智能研究中心(OpenAI)首席執行官薩姆·奧爾特曼,針對馬斯克此前“兩到三年內”在太空部署AI數據中心的豪言壯語,毫不留情地潑了一盆冷水,稱:在更遙遠的未來,這個目標或許能實現。但至少10年內,考慮到發射成本高昂、運行和維護困難等問題,馬斯克的大話基本不太可能成真。
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