那整个今天我们来聊新剑神话
最近被誉为人类历史上体积最大
推力最强的火箭
马斯克的星舰进行了第二次发射
虽然33台发动机工作正常
但一二级火箭分离不久
二级火箭就发生了故障
星舰最终解体爆炸
space x官宣发射失败
但这次发射又是成功的
因为取得了宝贵的数据
据统计
如果包括之前的星舰原型机
目前新建一共发射了14次
其中九次失败
五次达到视野目的
但没有一次是完全成功的
而马斯克随即在推特上表示
几个月后将继续发射
直到成功为止
为何新建一次次失败
马斯克还是要不断尝试
他为什么要在火箭发射这条路上疯狂刺客
今天我们就来聊聊马斯克的新建计划
和他的终极目的
马斯克为何对火箭情有独钟
这还要从他小时候的经历说起
看过他一路走来的历程
你就会发现他的人生就和火箭一样
一飞冲天
直冲云霄
1971年
马斯克出生于南非
他的父亲是英国
荷兰混血
在南非是一名机电工程师
母亲是加拿大人
早年是一名模特
但两人在马斯克十岁不到的时候就离婚了
马斯克跟着父亲生活
这为他日后的蜕变打下了基础
在父亲的影响下
他对科学和工程十分着迷
是一名典型的理工男
在他十岁的时候
父亲给他买了一台电脑
他就学会了编程
两年后
他设计了一款太空游戏
以500美元的价格出售给了一家杂志
赚到了人生的第一桶金
这就是马斯克创业萌芽的开始
1988年
17岁的马斯克高中毕业后
第一次走出南非
来到了加拿大母亲的故乡
寄居于母亲亲戚家
当时的北美学术氛围很好
他获得了加拿大国籍后
申请进入到了加拿大女王大学之后
马斯克又获得了奖学金
进入世界顶级商学院
美国宾州的沃顿商学院攻读经济学
在此期间
他开始深入关注互联网
清洁能源
太空发射这三个最前沿的领域
他在取得了经济学学位后
又拿到了物理学学位
当时在校同学说起马斯克
都说他是一个很喜欢参加派对
但又会通宵学习的人
他看起来天天在玩
但次次考试都名列前茅
马斯克的学习能力一流
在物理工程经济金融社会等各个学科都有涉及
1995年
24岁的马斯克进入世界顶级学府
这对于任何人来说都是一个绝佳的求学机会
但仅仅在入学的第二天
马斯克就决定退学创业
这也是他人生的转折点
他之所以敢这么做
是因为他变成了一个在线开发内容的小软件
zip tube获得了硅谷一家公司的天使投资
从小就种下创业基因的马斯克立刻意识到
这是一个进入商业世界的机会
所以果断退学去开发这个小软件
最后连纽约时报和芝加哥邮报都成了他的客户
1999年
28岁的马斯克套现了人生中的第一笔股权
2200万美元
他立刻辞职
拿出了其中一半1000万美元
和另外两位硅谷的合伙人
创办了一家在线金融服务公司x dot com
还花了100万美元
买了一辆当时世界最顶级的超跑迈凯伦F1
当时的互联网正在进行快速迭代
互联网支付是最新的领域
一年后
马斯克就将x dot com
转型为服务于互联网支付的公司
改名为PAYPAL
并在世界范围内取得了巨大的成功
之后淘宝在国内开发了中国版的佩佩奥
这就是支付宝
2002年
PAYPAL被全球最大的电商平台EBAY以15亿美元收购
马斯克从这笔交易中拿到了1.65亿美元
但马斯克在之后的权力斗争中被赶出PAYPAL
这是因为马斯克在PAYPAL被收购前
就在公司内部策划了一个叫做火星绿洲的项目
他的计划是在火星上建立一个小型实验室
用来测试地球上的农作物
能否在火星的土壤中生长
这个计划被公司的董事会
认为是偏离核心业务的荒诞举措
这也是马斯克在PAYPAL收购后
被赶出公司的原因之一
拿到钱后的马斯克心想
你们不玩我就自己玩
立刻拿出了一大半资金
1亿美元成立了一家太空探索公司
这就是现在的SPACEX
之后马斯克又投资了特斯拉
太阳能
清洁能源等一系列的公司
几乎耗尽了所有的资金
而且他的目的就是用这些公司赚到的钱
来支持space x的火箭发射
因为在当时没有任何一家私人火箭发射公司
对于传统的火箭发射
只有以国家为单位的航天机构才有实力去发声
而他也很难融到资
没有投资人看好这个领域
马斯克最后决定自己投资
用最具性价比的方式实现他的目标
一番调研下来
马斯克发现
互联网金融和火箭发射
是两个风马牛不相及的行业
即便是手握1亿美元的资金扔进火箭发射领域
连个水花都看不到
这点资金连启动研发都不够
于是他把目光瞄向了俄罗斯
这里有大量前苏联冷战时期留下来的太空遗产
2002年2月的一天
马斯克带上了一位火箭专家
联系上了一位莫斯科的线人
来到了当地一栋神秘的大楼中
他在这里买一枚苏联时期的弹道导弹
当然他的目的不是买军火
而是弹道导弹上的火箭发动机
这是火箭最核心的东西
在谈判桌上
马斯克本来想以2000万美元买三枚弹道导弹
但对方坚持800万1枚
马斯克听后直接砍到800万2枚
对方双手一摊
用鄙视的眼光看着他
并说如果没钱就别玩火箭了
双方最后不欢而散
在回去的路上
他对助理说
买不到就自己研发
无论如何也要把火箭搞出来
但回到美国后
马斯克还是发现丛林研发火箭发动机不现实
于是他又跑了莫斯科三次
最后还是花了1000万美元
买了两枚苏联时期的弹道导弹
有了这两枚弹道导弹
马斯克就开始招募起火箭工程师了
他的员工大部分都来自于NASA的航天部门
当时由于美国航天投资大减
很多人都失业了
这给了SPACEX一个机会
而且马斯克之所以敢进军火箭发射领域
是因为space x的另一位创始人叫托马斯穆勒
他是火箭发动机领域的顶级专家
也就是前面陪马斯克去莫斯科买导弹的那位
托马斯穆勒
毕业后就在美国的T2W航天公司工作
这家公司受聘研发了美国第一枚洲际弹道导弹
穆勒在TRW负责火箭发动机的研发之后
他被介绍给了正在创立SPACEX马斯克
马斯克问他
能否研发一款史上最强大的火箭发动机
他说可以
于是他就被加入了
马斯克的计划
是研发一款巨型的火箭
可以将人类从地球发射到火星
这就是他雄心勃勃的新建计划
新建和传统的火箭相比
在发射方式上有巨大的不同
传统的火箭均为一次性
再将飞船和卫星发射到轨道后
在大气层中就会被抛弃
然后燃烧掉
再次发射
要制造新的火箭
不仅成本高
而且时间也长
马斯克为了减少费用
决定采用一种极为创新的方式
那就是回收利用
重复使用火箭
因此这就需要一种强大的火箭发动机
托马斯穆勒开始研发代号为梅林的发动机
在2002年
穆勒告知马斯克
经过优化
原本的研发时间缩短了一半
但马斯克又要求穆勒再把时间缩短一半
正是在这种疯狂的时间压迫下
space x才从一次次破产的边缘存活至今
梅林发动机首先在space x的第一款火箭
猎鹰一号上试验
但其中困难重重
无法取得进展
欧洲航天局当时甚至讥讽说
这是在自家后院里拼出来的火箭引擎
当时最主要的困难是没有资金
猎鹰一号无法进行试飞
公司面临困境
所有和马斯克说不可能的员工都被他开除了
也没有投资人看好SPACEX
但这时NASA出手了
因为NASA一直想寻求优秀的航天供应商
用以推进美国庞大的太空项目
但旗下的供应商波音和洛克希德马丁
在研发进度和成本控制上
显然都很难让他们满意
于是他们看到了新兴的SPACEX
决定拿出一小部分资金
大约数亿美元来投资space x
在当时NASA也只是抱着试试看的心态
只是提供资金支持
没有提供任何技术支持
因为相比波音和洛克希德马丁
SPACEX显然不是嫡系公司
有了这笔资金
猎鹰一号在几个月后就启动了试飞
虽然第一次试飞梅林发动机就起火
但经过改进两年后
01号首次发射成功
这次发射是跨时代的
因为这是世界第一枚由私人航天公司
研发的火箭
成功进入地球轨道
而且猎鹰一号的商业发射费用只有4000万美元
而当时传统的火箭
商业发射费用在一到2亿美元
这几乎是其1/5的价格
在当年
猎鹰一号就帮助马来西亚发射了一颗卫星
这一成功案例让space x吸引到了一大批投资
包括谷歌在内的投资方有几10亿美元
拥有了大笔资金的SPACEX
开始研发第二款更大的火箭
也就是猎鹰9号
顾名思义就是安装有九个梅林发动机的火箭
并且space x第一次在猎鹰9号火箭上尝试
回收技术
从2008年到2020年
经过上百次的迭代测试
猎鹰9号的垂直回收技术日趋成熟
space x也拿下了包括NASA和俄罗斯航天局
在内的大笔订单
将俄罗斯和美国的宇航员运送到国际空间站
space x也逐步掌握了货运载人的龙飞船
降落回收技术和猎鹰9号的反推垂直着陆技术
马斯克降低了航天发射成本
019号的推力更大
运载力更强
但发射费用只有4000万到7000万美元
这在国际上是一个非常具有性价比的价格
因此space x接到了大量的商业航天订单
在猎鹰9号成功后
space x又研发了
装有27台梅林发动机的重型猎鹰
就是把三台猎鹰9号捆绑在一起发射
也取得了成功之后
马斯克开始执行他的火星计划
就是那款可以运送人类去火星的火箭
这就是新建
最开始这个火箭叫大型猎鹰
后来马斯克认为
这个火箭在建造方式和发射模式上
和猎鹰系列有很大不同
所以就改名为新建
这个名字一经出世就引起了轰动
这是马斯克极为擅长
使用社交媒体来吸引公众眼球的方式
首先新舰被设计成了长120米
起飞质量5000吨
起飞推力7400吨的庞然大物
运载能力为100吨
可以将100人及其装备送往月球
火星和其他遥远的目的地
这款火箭的推力超过了冷战时期
执行阿波罗计划的世界最大的火箭土星5号
因此需要匹配全新的火箭发动机
新建的发动机被命名为猛禽发动机
也是由托马斯穆勒主持研发的
一开始的设计目的
就是要将100多吨重的火箭运输到火星表面
并返回地球
对于新建这个庞然大物
虽然猛禽发动机的单机推力
相当于梅林发动机的2.5倍
但经过计算
还是需要33个猛禽发动机
才能将新建推出大气层
但是如何将这么多发动机装到火箭上
这时候托马斯穆勒又借鉴了苏联的方案
在冷战时期
苏联和美国都在争取将第一个人类送到月球上
所以都在研制推力巨大的火箭
美国研发的是土星5号火箭
苏联研发的是N1火箭
在发动机的研发上
苏联是落后于美国的
所以他们只能将单个发动机
以堆砌的方式装到火箭上
这台N1火箭采用了前所未有的并联方式
将30台使用液氧煤油的NK33发动机
装到了火箭上
其中外环的24台发动机
用于控制火箭的垂直发射
中间的六台发动机则用来控制火箭的转向
对于如此复杂的设计
是需要经过大量验证和计算才能试飞的
但美国的土星5号
这时已经进行了多次成功的试飞
苏联已经大大落后了
所以当时苏联领导人为了赶进度
要求N1在1969年1月前必须进行试飞
于是第一枚N1火箭仓促视野
此时30台NK33发动机都是刚出厂
还未进行过点火测试的
发射时
巨大的推力将N1火箭推向天空
刚开始一切正常
但六秒后
两台发动机熄火
25秒后
传感器传来
燃烧室压力不足
66秒后
剩余的28台NK33发动机功率过载
管路系统出现高频振动
这是非常危险的信号
火箭开始旋转下坠
69秒后
火箭在空中解体
发生了大爆炸
此时N1火箭飞到了12000千米的高空
第一次发射宣告失败
五个月后
第二枚N1火箭被拉到了发射台
这次选择了夜间发射
也许是为了防范失败后被拍到更多的照片
尽管过去了五个月
NK33的发动机并联问题还没有解决
所有人都很紧张
但高层的命令如大山压阵
谁也无法违抗
在火箭点火后的第六名
一枚螺丝钉被弹入到了油料泵中
控制系统自动关闭
刚刚起飞的N1火箭从200米的高度坠向地面
引发了大爆炸
N1的第二次发射又失败了
之后美国土星5号成功发射
并在1969年7月21日把人类送上月球
美国人赢得了登月竞赛
苏联要进行的第三次和第四次N1火箭的发射
但全部都失败了
自此苏联放弃了N1火箭的改进
也放弃了载人登月计划
可以说
火箭研发的落后
是让苏联输掉登月竞赛的主要原因
而一直借鉴苏联方案的space x
为何还要采用这种失败的方案
首先多个发动机并联是一种高性价比方案
在冷战时期
计算机技术很落后
很多时候需要人工计算
而现在计算机可以解决很多问题
发动机并联的稳定性大大提高
再就是火箭的系统设计已今非昔比
马斯克认为
采用并联的新建是安全可靠的
它不仅要求发动机并联
还要求火箭可以一二级分离
并且各自都能返回垂直降落
这比N1火箭的难度提升了不止一个维度
现在一般的火箭都使用液氢做燃料
星舰是要飞往火星并自动返回的
而在火星上制造氢气是一笔大费用
而甲烷则更容易产生
因为火星大气中的二氧化碳很容易产生甲烷
于是穆勒认为使用甲烷做火箭燃料
虽然火箭会变得更重
但发射费用会便宜一半
他告诉了马斯克
马斯克立刻同意了新建
更换了燃料就变重了
为了保持原有的载荷
火箭的重量就必须减轻
传统的火箭采用的是钛合金
高强度铝合金
还有碳纤维复合材料
这些材料虽然轻
但是很昂贵
马斯克
让space x使用一种足够轻又足够便宜的材料
来建造新建
于是研发团队找到了不锈钢
没错就是我们常见的不锈钢
他的代号是304L和传统的304
不锈钢笔
只是减少了碳含量
这样可以让它在焊接时更容易成型
而且不锈钢在高温下还具有很好的耐腐蚀性
重点是这种材料真的便宜
马斯克招募了一大批不锈钢工厂中的优秀人员
用来制作新建的外壳
被分段制造的新建模块很容易被焊接在一起
并一起堆叠成火箭的形状
用马斯克的话来说
如果需要
他可以设计一款超越世界第一高楼
哈利法塔的火箭
之后再将火箭内部的各种部件焊接
包括火箭推进器
甲烷存储器
各种导管
燃料存储罐
像搭乐高积木一样
其乐无穷
最后还要在不锈钢外壳上装上隔热瓦
因为火箭在穿越大气层时
要承受2000℃的高温
因此这些使用陶瓷复合材料制作的隔热瓦
会将火箭保护好
被设计加工成六边形的隔热瓦
具备优异的隔热效率
而且设计成一块块的
在损坏后也很容易更换
1万5500块隔热瓦
被均匀地贴在新建的底部
因为新建返回地面时是一面朝下
所以只需要一面有隔热瓦就可以了
这和航天飞机的隔热瓦原理是相同的
因为航天飞机也是重复使用的
可以说新舰就是一种新型的航天飞机
新建为什么有120米长
超越了历史上任何一款火箭
这是因为它其实是分为两部分
上半部分是新建
具备独立的火箭发动机
是人员和货物运载舱分离后可以自动降落
下半部分则是一个完整的火箭推进器
叫做超重新建
也叫做星舰助推器
在上半部分的星舰被发射进太空后
下半部分的超重星舰就会自动返回垂直降落
通过起重机将第二艘新舰安装上去
随时准备发射
这就是新舰快速发射的基本原理
但为了更高效地回收超重新建
SPACEX正在研发一种新型的回收台
用两根架子形成的结构将降落的助推器拖住
然后直接装上新建就可以发射
马斯克把这种结构叫做筷子
这种降落方式就像用一双筷子把火箭夹住一样
用这种方式就省去了
将超重型舰用起重机搬上发射台的过程
马斯克真的是流程优化狂
他说如果需要新建
可以做到一天进行3~6次发射
这种恐怖的发射效率
让包括NASA在内的
世界其他国家的航天机构都为之汗颜
新舰如果要前往火星
即便是采用最佳的发射窗口
也需要六个月之久
所以为了让这100人有相对舒适的环境
新建的内部构造
可以说是人类目前为止最豪华的飞船空间配备
首先在新建的最顶端设计了一个大型的观景窗
在必要的时候
外部挡板会全部打开
让成员看到太空中奇特的天文景观
主要目的是
为了让这100人在六个月的漫长时间里
不至于无聊和寂寞
甚至还有人设想
在观景窗里还可以有一些音乐节目和歌舞表演
这就有一种太空歌剧的感觉了
再往下是新建的公共活动室
这里有多个大型显示器
显示火箭的数据和形成进度
还可以和地球通话
也是新建成员的一个交流空间
再往下就是新建的健身房
为了保证降落到火星之前
船员们的身体不至于出现肌肉萎缩
每位成员每天都要在这里进行必要的训练
以保持强壮的体格
再往下就是新建的睡眠舱门
这里设置了50个睡眠舱
100人进行轮流休息
每位成员的睡眠时间都被严格限制
其中还可以放置私人物品
和地球的家人进行通话等
再往下就是新建的设备舱和防辐射隔板
还有新建的厕所和浴室
总之在星舰前往火星的途中
100位成员必须在生理上和心理上完全达标
才能度过这个漫长的过程
这样当第一批100个船员到达火星后
他们将不会返回地球
因为在出发前他们就签署了单程票协议
他们将作为火星的第一批开荒牛
进行火星表面基地的建设
为后续的船员到来做准备
可以说他们是真正的勇士
是真正的太空冒险家
新舰虽然在技术上进行了突破
但到目前为止所有的发射都失败了
但马斯克为什么要一次次试射新建
这是因为他一直有个梦想
就是让人类成为真正的跨星际物种
如果说人类登月
相当于是在一个小岛外发现了另一个小岛
那么将人类送上火星
就相当于是发现了一个新大陆
其中的意义更为重大
而马斯克认为
人类要真正在火星上定居
需要至少8万人
而要将火星进行地球化改造
编程
可供人类居住的环境需要耗费1000年的时间
如果未来人类能够将火星基地改造成
适合人类繁衍的地方
那么他们的后代将成为第一批火星人
这是人类第一次星际殖民的成功
对人类的意义非常重大
这也许说明
文明进行星系级别的扩张是可以实现的
人类终将发现外星人或被外星人发现
我们将解决那个终极问题
人类在宇宙中并不孤独
马斯克认为
在火星上建立人类文明的第二栖息地
是一件非常重要的事情
它有两个主要目标
一是为了保护人类免于灭绝
二是为了激发人类对探索未知世界的热情
他认为
未来的几百年
人类会面临很多潜在的灭绝威胁
比如核战争
人工智能
小行星撞击等
如果把所有鸡蛋都放在一个篮子里
那么一旦发生灾难性事件
人类就可能消失在历史中
而如果把一部分鸡蛋放在另一个篮子里
那么即便地球上的人类毁灭了
人类还有机会继续存在和繁衍
马斯克把这种思想称为种子船
就像古代航海者把种子带到新大陆一样
所以新建就是他实现这个目标最重要的东西
他会不惜一切代价让新晋成功
并说服包括他自己在内的100个人
乘坐星舰到达火星
有人说
马斯克的精神扭曲力
已经超越了曾经改变世界的乔布斯
它让一切不可能都变成了可能
如果马斯克能成功
他就是真正的火星之王
也是会载入人类史册的人
马斯克的行为看似疯狂
但其实也是人类最原始的驱动力
反映了人类最本质和最永恒的追求
那就是寻找自己
在这个浩瀚宇宙中的位置和意义
这种追求
即源自于我们对未知世界的好奇心和探索欲
也源自于我们对自身存在的困惑和渴望
也许几百几千年后
人类已经在星际中殖民
他们仍然会想起马斯克
这个推动人类进行星际扩张的第一人
好这个本期视频内容
感谢大家关注
小杨哥来了
我们下期再见
P4