首个即将开启登月之旅的人类，知道自己坐的是什么飞船吗？ | 迈向太空

伊隆‧马斯克又搞了一件吸引眼球的大事情。

美国太平洋时间9月17日下午6点（北京时间18日上午9点），在SpaceX位于洛杉矶的总部大楼里，以猎鹰9号火箭实物为背景，马斯克召开了一场新闻发布会，宣布该公司已经签下了首位飞向月球的乘客。

SpaceX的大猎鹰飞船，将送第一位私人游客前往月球 | SpaceX

跟他一起出席发布会的，是首度公开身份的月球游客——日本企业家、艺术品收藏家前泽友作。按照发布会上公布的时间表，这趟掠过月球的太空之旅最快将在2023年成行。

就是这艘大猎鹰飞船，上面的全部座位，都被前泽友座包了！ | Space

前泽友作不只是买了一张船票，还包下了整艘飞船。他将在全世界挑选6-8位的艺术家，邀请他们一起登船前往月球。他期待，这趟月球之旅能够开启灵感源泉，让这些艺术家创作出更多传世佳作。

他们到时候将要乘坐的，正是SpaceX目前仍在设计研制的大猎鹰火箭。对于航天发烧友来说，这场发布会上更吸引人的，不是月球游客姓甚名谁，而是几经修改后终于披露的大猎鹰火箭最新设计方案。

首位私人月球游客前泽友作（上）和SpaceX公司CEO伊隆‧马斯克（下） | 马斯克

SpaceX公司以其廉价高性能的猎鹰9号火箭，占据了世界商业发射市场的半壁江山，但他们的雄心壮志远不是做商业发射市场的山大王，而是创始人马斯克始终念念不忘的殖民火星。

2016年，马斯克在国际宇航大会上提出ITS方案，也就是行星际运输系统。这种超级火箭一露面，就让围观者眼镜掉了一地。

ITS火箭实在太大，122米的长度已经是世界第一，而12米的直径也是一览众山小。最令人发指的是，它的起飞重量高达10500吨，完全重复使用时运载能力300吨，如果做一次性火箭，发射运力可达550吨！

ITS这种二级超级液体火箭，使用强大的猛禽液氧甲烷发动机，单发地面推力约300吨。即使如此，第一级火箭也有多达42台猛禽发动机，比苏联著名的N-1火箭的发动机还要多。

2016年，马斯克提出ITS方案，火箭第二级本身就是载人或货运飞船。按照当时的设想，这款飞船将有能力把人送往火星，甚至更远的其他固体星球，比如图中的土卫二 | SpaceX

而ITS的第二级火箭，本身就是货运或者载人飞船。多次发射在地球轨道上加满燃料后，它可将450吨的载荷送往火星——相当于一次性就送100人去火星！马斯克当时还雄心勃勃地表示，ITS不仅能支持殖民火星，还能在其他固体行星或卫星上着陆，比如土卫二。

ITS看起来很美，也符合马斯克的雄心壮志，但它的问题不仅在于技术难度大，研制成本高，还在于体量太大，在商业上难有用武之地。即使ITS重复使用并达到设计的复用成本指标，这种巨型火箭的研制和发射仍然极为昂贵。

面对现实，马斯克也只能低头。2017年国际宇航大会上，他展示了BFR方案，也就是大猎鹰火箭，可以看作是ITS火箭大改设计之后缩小优化的结果。

2017年，马斯克提出了大猎鹰火箭（中），可以看作是2016年版ITS火箭（右）缩小优化的结果。虽然有所缩水，但与现役最大的重型猎鹰（左）相比，BFR仍然是个巨无霸 | quora

BFR火箭长度106米，直径9米，重量降低到4400吨，相应的起飞推力也降低到5400吨。不过它仍然使用了多达31台发动机，原因是猛禽发动机也缩水了，地面推力从300吨级降低到170吨级。如此一来，美国新世纪的BFR和苏联上世纪的N-1火箭是越来越神似了。

在重复使用时，BFR火箭近地轨道运载能力为150吨级，只有ITS的一半，但这样的运力也足够冠绝天下了。另外，在马斯克当时的演示中，BFR还将用于发射卫星，甚至可以开通洲际快速航班，不到半个小时就能从纽约飞抵上海。为了给这种重型火箭找到商业市场，支持更遥远的火星殖民，马斯克也是拼了！

2017年提出的缩水版大猎鹰火箭，为了找到合适的商业市场，马斯克甚至想到了用它来开拓洲际快速载人航班。图为大猎鹰火箭从纽约附近发射升空，只需要29分钟就能飞抵上海 | SpaceX

在9月17日召开的发布会上，马斯克给大猎鹰火箭找到了新的商业模式，签下了第一笔商业订单——送前泽友作和他邀请的艺术家去月球。

马斯克此前曾经表示，火星殖民要比月球殖民更容易：

• 火星有大气减速，地球发射到火星着陆需要的速度增量更低；

• 火星表面能就地取材制造燃料，用于火星开发和返程加注；

• 火星还富含水和碳等多种元素，适合移民垦殖。

• 而我们的月球，没有空气，也没有多少水冰，大概就只有离地球近这一个优势了。

不过，这个优势是巨大的，特别是对于不着陆的太空旅行来说，飞到月球还是更容易一些，而且飞行时间要比去火星短得多，人类从心理上更容易接受和适应。发布会上透露的绕月路线，从发射升空到返回地球，只需要不到6天的时间。

这次月球之旅将是一次不着陆的掠月之行，大猎鹰火箭从地球出发，将绕过月球直接返回地球，整个行程不到6天的时间 | SpaceX

除了绕月旅行的细节，发布会还顺带透露了大猎鹰火箭的最新设计。跟2017年的方案相比，新的大猎鹰火箭又有了很大的不同。

从尺寸上来说，2018年现身的大猎鹰火箭，长度增加到118米，直径保持9米不变。这使得大猎鹰火箭超过了土星五号，甚至比NASA正在研制的SLS重型火箭更长，重新夺回史上最大火箭的第一名宝座。

大猎鹰第一级倒是变化不大，长度从2017年的58米增加到2018年的63米，燃料储箱有所加长。这主要是为了适应火箭第二级的变化。

SpaceX的超重型火箭方案，3年来经历了3个不同版本的变化。最右侧是2016年最早提出的ITS，右三是2017年缩水的BFR，右二则是这次发布会上亮相的2018年版大猎鹰火箭。箭身比2017年版有所加长，超过了史上最大的土星五号火箭（右五） | reddit用户

第二级火箭，又被称为BFS飞船，大小变化显著，从2017年的48米增加到2018年版的55米，提供了更大的内部空间。新的设计使得飞船前部拥有了大约1100立方米的增压空间，能为乘客提供更大更舒适的生活环境。

除了把飞船改得更大，新设计还让BFS的外形发生了很大的变化，从2017年的只有两个水平翼面，变成了2018年的3个翼面。新增加的垂直尾翼，虽然看起来跟航天飞机的尾翼很像，但在飞船再入大气层的过程中不起任何作用，纯粹是当作飞船垂直着陆后的第3着陆腿来用的。

2018年版的BFS飞船（下图），与2017年的版本（上图）相比，外形发生了很大的变化。最明显的改变是，飞船增加了第3个垂直尾翼，可以在着陆时起到着陆腿的作用 | SpaceX

原有的两个翼面也改了设计，与垂直尾翼间隔120度均匀分布。除了同样可以用作着陆腿使用以外，它们在飞船再入大气层的减速过程中，还会翻起一个角度，提供一定的气动控制能力。相比去年独立的着陆腿设计，新的尾翼兼作着陆腿方案要更加稳定，还有利于降低结构重量。

此外，BFS飞船的头部还增加了一对鸭翼，不仅可以在再入大气层时提供更强的操控能力，在垂直着陆过程中也有不小的控制效果，和现在猎鹰九号第一级顶部的栅格舵可谓异曲同工。

2018年版BFS飞船的尾部视图，可以看到3条对称分布的尾翼，以及已经改过布局的7台猛禽火箭发动机 | SpaceX

BFS飞船尾部的火箭发动机布局也经过了大改。2017年的BFS，尾部设计了6台猛禽发动机，2台适用于地面有大气层的环境，4台适用于太空里的真空环境。新版的BFS飞船，尾部设计了7台猛禽发动机，1台位于中央，6台分列周围，倒是跟猎鹰9号火箭尾部有些相似。

这7台猛禽并非真空版发动机，而是和一级一样的地面版发动机。据马斯克介绍，真空版猛禽发动机需要更多研制时间，而BFR火箭研制进度快，准备在2到3年内实现首次完全版BFR火箭的试射，二级飞船的动力也只好先这样急就章了。

2017年版BFS飞船的尾部视图，不论是尾翼还是发动机的布局，在2018年版的设计中都被改掉了 | SpaceX

虽然发动机布局有了很大变化，但BFS飞船的着陆安全性反而提高了。不同于去年的方案只有2台猛禽用于着陆，今年的新版BFS将使用3台发动机着陆，哪怕7台发动机中有2台失效，也不会影响正常着陆。

在这些发动机的外围，SpaceX公司还见缝插针部署了一圈货舱，提供了88立方米的非加压空间。这样的设计实际上是给真空版猛禽发动机预留空间。

2018年版大猎鹰火箭侧视图，前方加压舱室的体积超过1000立方米，将为乘客提供更舒适的生活空间 | SpaceX

毫无疑问，未来的BFS飞船肯定要用性能更好的真空版猛禽发动机换掉现在的地面版，从而提高BFR火箭的运载能力。目前设计的发布机布局，周边的6台地面版发动机连同货舱，到时候都可以无缝替换成真空版发动机，无需再对飞船设计大动手脚。

难怪马斯克在发布会上介绍时表示， BFR火箭的设计已经基本冻结，接下来就是全力实现这个设计方案了。

第一位签下订单的私人月球游客前泽友作，站在SpaceX正在研制的BFR火箭的箭体外壳中。最快在2023年，他将乘坐现在仍是图纸和零件的大猎鹰飞船前往月球 | 前泽友作

对于BFR火箭研制成本，马斯克大方地给出了估算：虽然BFR火箭研制才占用了SpaceX公司约5%的资源，主要的研制工作还没有开始，但他认为BFR研制成本将达到50亿美元左右，既不可能超过100亿美元，也不会低于20亿美元！

前泽友作想在2023年实现月球旅行梦想，马斯克则表示要在2到3年内让BFR首飞。对于这款重型火箭的研制来说 ，时间压力和资金压力都很大。经历了两年的设计方案升级，BFR火箭在技术上应该不会有什么大问题了。马斯克如何解决研制资金的问题，或许才是这趟私人月球旅行能否成行的关键。

PS：有没有觉得改版之后的BFS飞船，跟《丁丁历险记》里的火箭特别像呢？

作者：Lsquirrel

编辑：Steed

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