你願意被「甩」到火星去嗎？

 

從長遠來看，在一個資源恒定的世界裡，人類的命運就是爭奪資源，甚至國家或種族之間也將因此為敵。終極的解決辦法是什麼呢？《趕往火星：紅色星球定居計劃》一書中認為可能只有在一個資源無限的宇宙中，所有人才會成為兄弟姐妹。 

定居火星，聽起來似乎很遙遠很科幻，遠水真能解近渴嗎？ 

之所以提到這一遠景，因為作者、航空航太工程師羅伯特祖布林認為，探索火星不需要什麼神奇的新技術，用今天已經存在的技術，我們就能在十年內，建立火星上的第一個前哨基地。 

宇宙射線、太陽耀斑、零重力、成本過高、心理因素、維生系統——這些反對者提出的阻礙，正在一點點消解。比如，利用現有的化學推進劑，人類從地球去火星只需要六個月，這完全是人體和心理能夠承受的航程，也是許多太空人在太空站度過的標準時間。 

事實已經證明，普通人進入太空並非不可能。去年，藍色起源、維珍銀河都成功完成了首次次軌道太空旅遊之行，SpaceX則成功將4名平民送入了近地軌道。 

所以，作者大膽預言，下一個世紀屬於火星。 

而在這如同發現新大陸一般重要的探索中，決定誰能去、誰不能去火星，自然就成了新的國家級競爭焦灼點。去年底，馬斯克的SpaceX星鏈衛星引發中國熱議。前不久美國又宣布對中國航太科技集團一院、中國航太科工集團四院，以及保利科技公司三家企業實施制裁。 

前方不忍直視，不如望向遠方，去開拓下一個故鄉，去向外發展而脫離內耗。在這個冬天，不妨先來瞭解一下，人類如何前往火星？ 

前往火星：不然試試用甩的？

計畫一次長途旅行，首先得選擇路線和交通方式，探索火星也一樣。迄今為止，所有行星際任務都是「直接發射」，採用燃料點火、噴氣推進，依靠運載火箭將飛船送到近地軌道，阿波羅登月計畫就是這樣實現的。 

但如大家所知，這樣的方式十分消耗物力財力，將阿波羅號太空人送上月球的土星五號，研發費用就高達64億美元。這種燒錢模式，恐怕只有在美蘇爭霸的冷戰局面下，才有可能獲得納稅人支持。和平年代，重新設計和製造土星五號這樣的重型推進器，看來難度重重。 

那麼，有沒有其他出行方式呢？ 

最近，總部位於美國加利福尼亞州的初創公司SpinLaunch，因其創新的太空飛行方法而登上了新聞頭條。簡單來說，這家公司想將人類「甩」進太空。 

▲ 該公司在新墨西哥州的次軌道加速器

 

SpinLaunch研究出一種使用動能作為主要方法的發射系統。透過真空密封離心機，以每小時數千英里、幾倍於音速的速度旋轉火箭，將其投擲到太空中。 

這種方式有兩個好處。一是便宜。傳統的太空火箭依靠大量的燃料來離開地面，成本高昂，在太空梭時代，將物品送入地球軌道的成本約為每磅10萬美元。SpaceX的火箭回收技術因為可重複使用，大大減少了成本，將價格降到了每磅2000美元。而SpinLaunch的動能系統在大大減少進入軌道所需的燃料，理論上能夠進一步降低價格。 

二是擴大容量。無需攜帶大量燃料，自然就增加了火箭的有效負載，提升了發射的整體商業價值。SpinLaunch為其軌道飛行器設計了能夠攜帶約200公斤的有效載荷，相當於幾顆小型衛星。 

 

這種方式，真的靠譜嗎？ 

其實這一技術邏輯並不新鮮，早在20世紀60年代，美國和加拿大就開發了HARP（高空研究專案）系統，可以將探測器投射到高層大氣中。這實際上也奏效了，但專案最終因政治原因被取消。 

而SpinLaunch作為商業公司，則在去年證實了動力學發射的商用可能性。其首席執行官喬納森‧亞尼（Jonathan Yaney）曾告訴媒體：「我們必須證明，我們真的可以做到這一點。」 

2021年10月，SpacePort在新墨西哥州進行了一次測試發射，只使用了20%的功率就將原型機發射到空中「數萬英尺」。 

▲ SpinLaunch的軌道運載火箭剖面圖

 

當然，這種「甩人」方式也有風險。 

首先是可靠性。高速旋轉是極其危險的，可能造成災難性的後果。而和火箭爆炸不同，這種動能發射系統如果失敗，將失去火箭和整個動力裝置，而火箭爆炸只會失去一枚火箭，兩者的成本不可同日而語。 

其次是商業潛力。一方面，依靠動能，火箭的上升高度有限，這種方法沒法發射太大的火箭；此外，高海拔地區的大氣壓力更低，更適合這種發射模式，但同時建設成本和工程複雜性也提升了。如果最終成本高於spaceX那樣的可重複回收的火箭，那麼商業前景還是很渺茫。 

此外，發射只解決了去程的問題，一次完整的太空任務還需要返程方案，而這種動力裝置在月球、火星顯然是無法複製的。 

當然，目前只是開始。SpinLaunch仍然有很多東西需要證明，因此它們也計畫在未來六到八個月內從美國太空港進行約30次次軌道試飛。 

其實除了spaceX的火箭回收方案、SpinLaunch的動能方案，美國還在開發一種火箭替代品，透過沖壓噴氣機以7馬赫的速度，將有效載荷發射到近地軌道。這種系統可以在一天之內多次發射，並且可能比SpinLaunch更便宜、更安全。 

毫無疑問，去往火星的征途，已經成為新世界的前線，人類距離無盡的宇宙，又近了一步。 

商業力量：商業公司為何成為航太明星？

太空探索原本是一項技術和資金雙高的事情，一直是國家競爭的領域。而越來越多的私人商業公司，正在加入其中並帶來了諸多模式創新，讓進入太空不再是少數菁英的夢想，開始與普通平民產生關聯。 

商業航太公司的快速成長，不斷改變遊戲規則、顛覆傳統「火箭方程式」，與網際網路時代的商業公司崛起一樣，是一個值得矚目的現象。 

關於航太，我們瞭解的只是皮毛，但從成熟的資訊技術產業規律，或許可以粗略感受未來的商業藍圖。 

IT產業的規律之一，是摩爾定律。關於這一定律有很多種表述，可以理解為積體電路上可容納的電晶體數目，每隔18個月便增加一倍；或是相同價格所買的電腦，性能每隔18個月增加一倍；又或者是同樣性能的電腦，每隔18個月價格下降一半……總之，本質就是越來越低價高質，有著比傳統行業更快的增長速度。 

顯然，火箭發射也因為商業公司的參與，不斷沿著這一路線演進，實現高速發展。