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幫助今年年初的重型獵鷹火箭刷新了目前的運載火箭排行榜，但是馬斯克的新計劃顯然更大更強。他計劃著建造史無前例的超級復用火箭BFR，并希望以此開始他的火星征途。
圖為BFR超級火箭（來源：SpaceX）
SpaceX的創始人埃隆馬斯克多次表達了自己的雄心壯志——“讓人類成為多行星的文明”，而SpaceX也正在為他的野心服務，這家公司包括紅龍飛船和BFR火箭在內的多項計劃都劍指火星。
BFR火箭致力于一次性將大量物資和人員送往火星，并且盡可能降低成本，這是個很復雜的目標，但是SpaceX顯然有自己的解決方案。
首先，前往火星必須要有足夠的運載能力。為滿足這一條件，SpaceX公司在BFR一級火箭底部安裝了31臺“猛禽”甲烷液氧發動機。
圖為正在進行地面試車的猛禽發動機
猛禽發動機具有非常卓越的性能，包括較高的推力和節流能力，前者讓其能夠把碩大無朋的BFR推入軌道，后者則讓猛禽發動機能在真空中以盡可能節省燃料的方式啟動。
不過，猛禽發動機的單臺推力雖然不小，但還是要比推動土星五號的J-1火箭發動機弱得多，同時，BFR的設計噸位是土星五號運載火箭的數倍之多。為此，SpaceX的工程師們決定推力不夠數量來湊——31臺火箭發動機同時工作。
得益于現代的計算機技術，SpaceX能夠合理協調多個發動機之間的關系，從而避免出現N1火箭那樣的慘劇。
此外，BFR使用了軌道加注技術來增大飛船的行星際運力——BFR火箭將擁有兩種載荷，一種是BFS遠航飛船，另一種則是近地軌道的加油船。
遠航飛船被發射進入地球近地軌道時，其內部的燃料倉事實上沒有進行加注，并不能啟動發動機前往其他星球。接下來，BFR會發射多艘無人加油船，這些飛船將與遠航飛船進行軌道對接，然后將燃料注入其中。
圖為其前往火星的計劃（來源：SpaceX）
每艘BFS飛船都能運輸上百噸物資和數十名宇航員，飛船上搭載有真空型猛禽發動機來推動飛船加速。按照計劃，飛船在地球-火星軌道窗口期時能僅僅用時一百天抵達火星。
BFS飛船裝備有兩片扇形太陽能電池板，這些電池板在進入軌道之后會打開，以提供給飛船內部足夠的電能。
圖為BFS飛船運行于土星軌道的想象圖（來源：SpaceX）
多艘滿載人員和物資的飛船足以形成一個“遠征艦隊”，按照計劃，他們將在一個窗口期前往火星，隨后在火星建設一個小型殖民地。
殖民者們很容易就能從火星采集到水和二氧化碳，接下來就通過核反應堆或者太陽能板的能量開始催化制造甲烷和液氧，最后將這些甲烷和液氧填裝進入BFS的猛禽火箭發動機中，完成從火星到地球的返航。
圖為在火星表面發射的BFS飛船的想象圖（來源：SpaceX）
最后，為了節約成本，BFR火箭和BFS飛船都沿用了之前的可以進行回收。據SpaceX稱，如此重復使用的BFR火箭單次發射成本僅僅為幾千萬美元，與一枚獵鷹九號運載火箭的制造成本相似。
這樣的低成本很大程度上得益于猛禽火箭的甲烷燃料，作為一種清潔燃料，其在發動機中很少會留下積碳，大大降低了清理發動機所需的費用和時間。甲烷的價格相較于航天煤油而言也非常的廉價，甚至有傳言稱SpaceX考慮直接使用液化天然氣作為燃料。
SpaceX還提出了24小時復用的計劃，即為發射升空的BFR火箭降落至著陸場后，進行燃料的再次加注和與二級結構的組裝，然后立刻準備再一次發射，這樣的一個流程總時長應當被壓縮至24小時之內。
不過，BFR火箭計劃看起來雖然很好，但是也有很多人表示了質疑。首要的問題就是關于經費，眾所周知的是，NASA也有自己的超重型火箭和火星探索計劃，但是其費用預算卻比SpaceX的BFR計劃要高出數十倍。而SpaceX的技術和資源儲備顯然無法與NASA相比，因此很多人都認為這是一個紙上談兵的計劃。
另一方面，猛禽發動機所使用的甲烷燃料密度過低，想要制造儲存甲烷燃料的儲箱并不是一個簡單的事情，SpaceX公司正在努力解決這個問題。
圖為用于測試的碳纖維燃料儲箱（來源：SpaceX）
不管怎么說，SpaceX公司在過去的十幾年里一直給大家無數的驚喜，或許這一次，也將還是由他們來完成人類踏上其他星球的歷史偉業。
出品：科普中國
作者：矛隼工作室
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