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主题演讲 SpaceX 1:20:46

SpaceX星舰最新进展

机器翻译，已尽力保留原意与数字

内容摘要

在博卡奇卡组装完成的星舰Mk1前，埃隆·马斯克回顾了SpaceX的历史，并展示了采用不锈钢制造、可完全重复使用的星舰。

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50 个段落

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第 1 段

埃隆·马斯克：（00:21）我认为，这是我见过的最鼓舞人心的事。我只想感谢SpaceX团队和供应商，以及博卡奇卡和布朗斯维尔的人们。感谢你们的支持。还有，就是，哇，如此优秀的团队打造出了这台不可思议的飞行器，干得太了不起了。首先我想从这里说起。我的意思是，我能和这样一支优秀的团队共事，实在感到无比自豪。顺便说一句，这里风真的很大。如果你正在线观看，现场风真的很大。

第 2 段

所以，这场演示和这次活动的意义其实……包含两个方面。一个是鼓舞公众，让人们为我们在太空领域的未来感到兴奋，让人们对未来满怀热情。有太多事情值得担忧，有太多事情需要忧虑。当然，世界上有许多问题，这些问题很重要，我们需要解决它们。但我们也需要一些能让我们为活着而兴奋的事物，让我们庆幸自己早晨醒来，并对未来满怀热情，心想，是的，未来会非常美好。

第 3 段

太空探索就是这样的事情之一；成为一个航天文明，置身群星之间。这是我知道会让我庆幸自己活着的事情之一；我认为它也会让许多人庆幸自己活着。这是最美好的事情之一。我们面临一个选择：你想要哪一种未来？你想要一个我们成为航天文明、身处许多世界并置身群星之间的未来，还是一个我们永远被困在地球上的未来？我选择前者，也希望你们赞同我的选择。（02:30）

第 4 段

要让我们成为航天文明，所需的关键突破是让太空旅行变得像航空旅行一样。就航空旅行而言，你驾驶一架飞机时，会反复驾驶那架飞机。我的意思是，冒着讲废话的风险，实际上几乎所有交通工具，无论是飞机、汽车、马、自行车，都是可以重复使用的。你会多次使用那种交通工具。如果每次飞往某个地方都必须换一架新飞机，甚至返程还得再准备2架飞机，那么几乎没有人负担得起飞行。或者，如果一辆汽车只能使用一次，也几乎没有人负担得起开车。所以，必需的关键突破是一种能够快速重复使用的轨道火箭。这基本上就是太空领域的圣杯。是最根本的必需之物。

第 5 段

而这是一件非常难做到的事。按照地球的物理条件，它只是勉强可行。我的意思是，如果地球的重力稍强一点，这就不可能实现。而如果地球的重力稍弱一点，这就会相当容易。所以，我们确实正处于物理上可行与否的临界点。因此，为了制造一种能够快速重复使用且完全可重复使用的轨道火箭，你必须拥有比冲（Isp）高得惊人的发动机，也就是效率极高的发动机。

第 6 段

你还需要一种质量效率同样高得惊人的结构。然后，所有这些都需要返回发射台，能够重新加注推进剂，并像飞机一样很快再次飞行。这只是因为地球在物理上是一个相当深的引力阱，而且拥有相当厚的大气层；这是一件非常困难但并非不可能的事。但这是最根本的事情。SpaceX创立于17年前，我们设计的第一枚火箭是猎鹰1号，就是那边那个家伙。（05:00）

第 7 段

刚起步时，我们非常天真。事实上，我应该说一下原因……今天是9月28日；这是SpaceX首次进入轨道11周年纪念日。就在11年前的今天，SpaceX第一次进入了轨道。那其实是我们的第4次发射。如果那次发射没有成功，SpaceX就完了。我的钱已经花光了，也没有更多投资者，那就到此为止了。所以，如果第4次发射没有成功，那就会彻底落幕。

第 8 段

但幸运的是，那天命运眷顾了我们，我们进入了轨道。我非常尊敬任何成功进入轨道的人。那是一件很难的事。我们非常天真，显然当时在许多方面都非常天真，因为我们确实尝试过回收第一级。第一级装有降落伞，我们当时想，好吧，它重返大气层时，我们只要打开降落伞就行。然后它会降落在海洋的某个地方，我们再乘船去海里把它捞出来。这行不通。我其实还记得自己当时对降落伞供应商发火，说，你们的降落伞根本没用。不，这不是他们的错。

第 9 段

火箭从太空返回时，第一级会以大约，你知道，10至12马赫的速度飞来，撞上大气层就像撞上一堵混凝土墙，然后“砰”的一声。所以，你实际上必须仔细调整火箭的姿态。你必须配备气动翼面，还必须实施再入点火来降低速度。然后，你必须引导它穿过大气层，再进行动力着陆。我们为此尝试了许多、许多次。

第 10 段

我们其实制作过一段视频，一部收录我们所有失败经历的花絮集锦，而失败次数很多。（07:30）我想，我们可能尝试了大约14次之类的，最终才成功让火箭着陆。如果我们转到下一张幻灯片，你们可以看一下……——这是“蚱蜢”，那实际上是猎鹰9号。很难看出它的尺度，但那是一台猎鹰9号大小的助推器，装有1台发动机和带巨型减震器的大型支腿；我们根本不知道自己在做什么。

第 11 段

埃隆·马斯克（画外音）：令人惊讶的是，“蚱蜢”受伤为零；“蚱蜢”仍然活着。

第 12 段

埃隆·马斯克：他们有猎鹰1号；你们刚才看到的是一台猎鹰9号大小的飞行器。真正让人很难从直觉上理解的是，这艘巨舰将完成“蚱蜢”做过的同样事情。大约1或2个月后，这个东西将起飞，飞到65,000英尺，也就是大约20公里的高度，然后返回并着陆。所以那个庞然大物——看到它起飞再返回，确实会相当震撼。然后希望，是的，……（掌声）——是的，太疯狂了。

第 13 段

这是一种相当激进的……我稍后会在演示中谈到；它，这是控制火箭的一种相当新颖的方法——更像跳伞者，而不是飞机。但我稍后会讲到。（10:00）所以，从猎鹰1号到猎鹰9号，再到我们发射的猎鹰重型……其实，猎鹰重型的首次发射只是在去年2月。所以，距离猎鹰重型首次发射才过去大约1年半，当时我们完成了2枚并排助推器的着陆。我一直很喜欢这段视频。它是我的朋友乔纳制作的。

第 14 段

是的。其实我从没想过那会发生。（12:30）我很高兴它发生了。有些人会说，等等，我们为什么要放一辆Roadster和那名宇航员，你知道，Starman。其实，这源于我和朋友乔纳的一次讨论。当时我在他的厨房里，我说，你知道，通常他们发射火箭时，会发射一块混凝土石块，但这听起来不怎么鼓舞人心。所以，你觉得我们能发射的最有趣的东西是什么？他说，嗯，你为什么不发射你的Tesla？我说，这主意太棒了。

第 15 段

我的另一位朋友，她说：“为什么不在仪表盘上放一辆微型Tesla？”所以，我们在仪表盘上放了一辆微型Tesla，微型Tesla里还有一个微型Starman。这只是为了迷惑未来的外星人。他们会说，这到底是什么？你知道，就是想要某种能够激发想象力、让人们对太空感到兴奋的东西。

第 16 段

那么，来看看星舰。显然，你们就在那边就能真正看到它。这里有一张图片，更准确地说是一张渲染图。它大约高50米，也就是大约165英尺左右。

第 17 段

其实，我注意到这里的飞船干质量有误；非常抱歉。我倒希望是85吨。这艘飞船的干质量必须约为120吨。最初的1马赫原型机接近200吨，而在批量生产时，我认为它可能会达到大约120吨。如果我们真的非常幸运，也许能降到110吨；99吨会超级震撼。所以，就其用途而言，它能在完全可重复使用的情况下，将大约150吨送入轨道并返回。

第 18 段

对于完全可重复使用来说，这是一个非常大的数字。我们有信心，非常初期的版本将能超过100吨，但我认为有一条明确的路径可以达到150吨。完全可重复使用系统的成本基本上就是（15:00）推进剂的成本，而推进剂主要是氧气。每1吨燃料对应3.5吨氧气。所以，与猎鹰架构相比，这一架构的优势之一是，实际上我们每单位燃料使用的氧气更多，而不是更少。Merlin或猎鹰架构是每1吨燃料对应大约2.5吨氧气。这个则是每1吨燃料对应3.5吨氧气。所以它上升时，实际上主要装的是液氧，因为当你到达真空环境时，基本上就没有空气了。

第 19 段

那么，下一张幻灯片。之前我谈到了星舰如何再入，以及如何控制它。

第 20 段

它与其他任何东西都很不一样。它实际上是在下落，所以我们是在进行受控下落。对于火箭，你实际上是在试图弄坏它，而不是……你是在试图产生阻力而不是升力，它确实与飞机正好相反。你希望产生尽可能大的阻力。而且你也需要一些升力，尤其是在高层大气中时，主要是为了让你不会……你可以控制最大加热速率。你需要足够的升力，让自己保持在大气层中密度较低的部分，从而消耗掉速度。基本上，它是这样，如果这是地球，它会以大约60度的角度前进。

第 21 段

我的手就是火箭——它正以大约60度的角度前进。所以在轨道上时，你实际上是以大约25倍音速相对于地面水平飞行。这是一个非常重要、但与我们正常日常生活中的直觉相悖的概念。处于轨道上、处于零重力状态，与高度无关。它关乎速度。你水平方向前进得有多快？当某个物体处于轨道上时，它正以极快的速度绕地球飞行，以至于向外的加速度，也就是径向向外的加速度，等于重力向内的加速度。然后你就有了零重力。这就是你实际上会处于零重力状态的原因。

第 22 段

人们常以为空间站是静止的，（17:30）但实际上它正以25倍音速，也就是大约每小时17,000英里的速度绕地球运行。它在照片里看起来总是静止不动。而且由于那里没有空气，你不必采用符合空气动力学的结构。所以它完全可以是一种疯狂的结构，看起来根本不应该能以25倍音速飞行，但它确实可以。而且你只能感受到加速度。你感受不到速度。人们有时会问，以25倍音速飞行是什么感觉？其实什么感觉都没有。只有加速到那个速度的过程会让你有所感觉。

第 23 段

那么，星舰正这样飞来——这个平台就是地球——它以高超音速飞来，大致呈60度角。它就这样飞来，然后开始下落，接着像跳伞者一样直接下坠，同时控制着自己——然后它转向并像那样着陆。这个解释复杂得难以置信。你可以从那里体会一下。这个好多了。

第 24 段

就是这样。看，一回事。亲眼看到那东西着陆会显得完全疯狂。对，那会很疯狂。

第 25 段

那么，我们来谈谈猛禽发动机。飞船总共会有6台发动机。

第 26 段

其中3台是海平面型猛禽发动机，而它们现在实际上就在火箭上。所以，我们有3台海平面型……事实上，那就是一张从内部拍摄的照片——里面就是那个样子。所以，我们有3台海平面型猛禽发动机，它们可以进行万向摆动，也就是说整台发动机会移动。因此，火箭转向的方式就是移动整台发动机。而飞机发动机是固定的，你通过移动控制面来改变方向，例如副翼、方向舵、升降舵和襟翼……——火箭——当发动机点火时，你通过移动整台发动机来转向。星舰将配备3台海平面发动机，它们最多可以摆动约15度；另有3台真空发动机，针对轨道中的效率进行了优化，它们不会移动。它们将被直接固定在原位。

第 27 段

这样一来，我们就能为真空型猛禽发动机配备最大的钟形喷管。（20:00）理想情况下，真空发动机的目标比冲是380秒。这是一个非常……——用太空极客的说法，这真的是一个很棒的数字。即使对于钢合金发动机来说，比冲超过350秒也确实非常出色。所以实际上……——抱歉，我正在看这里的幻灯片，而你们没有看到。所以，我说“里面看起来就是那样”指的就是这个……——往回翻一张幻灯片。那就是星舰目前的内部。

第 28 段

这就是它在底部的样子。好了。然后是隔热罩。

第 29 段

我已经经历了多个版本的隔热罩设计。解决这个问题有很多种办法。

第 30 段

最终，我们决定让隔热罩采用六边形瓷砖，也就是陶瓷瓦片，在微观结构层面基本上就像微小的玻璃粉丝。非常轻，但抗裂性很强——本质上是玻璃瓦片。而且，因为星舰采用钢制结构……——一开始，感觉会是：“哦，它是钢制的。这是不是意味着它很重？”不，实际上，它是最轻的结构。我认为这整个项目中最好的设计决策就是采用301不锈钢。因为在低温下，301不锈钢实际上与先进复合材料或铝锂合金的有效强度大致相同。与大多数在低温下会变脆的盗窃不同，301不锈钢会变得强得多。

第 31 段

而且，如果它处于超硬状态，也就是经过冷轧达到超硬状态，它也会变得强得多。实际上，它在低温下的强度重量比与先进复合材料或铝锂合金相当，甚至可能略胜一筹。这一点没有得到充分认识。（22:30）因为如果你只是查看材料手册，然后问，比如，不锈钢的强度是多少？它看起来比实际弱得多。如果你问，低温下的强度是多少？哦，强得多；在极低温度下，几乎是原来的2倍。那时，它就会变得优于碳纤维或铝锂合金。

第 32 段

而这还有另一个好处：它的熔化温度也很高。所以，对于一艘可重复使用的飞船来说，你会像流星一样进入。你需要一种不会在低温下熔化的材料。你需要一种在高温下才会熔化的材料。而钢在这一点上也极其出色。钢的熔化温度大约是1500摄氏度，而铝，你知道，可能是300或400度，碳纤维也是如此。而且那确实已经是在挑战极限了。

第 33 段

拥有高得多的熔化温度意味着飞船进入时，你不需要在背风侧设置任何防护。而迎风侧——高温侧——所需的防护则大幅减少，因为对于可重复使用系统来说，瓦片的厚度实际上——取决于背壳温度，也就是与机身接触的瓦片背面会有多热。而因为钢能承受高得多的温度，所以即使在迎风侧，你的隔热罩也会轻得多。但最终效果是，301不锈钢火箭实际上是最轻的可重复使用架构。

第 34 段

然后说到成本。我们使用的碳纤维是每吨130美元。钢是每吨2,500美元。哦，抱歉，是每吨130,000美元，对比每吨2,500美元。这样合理多了。碳纤维每吨130,000美元，钢每吨2,500美元。所以，钢的成本约为碳纤维的2%。所以，我们把材料从碳纤维改成钢，绝对是件好事。（25:00）而且不锈钢非常容易焊接，证据就是我们没有工厂，直接在户外完成了焊接。团队的技术非常出色，但使用碳纤维，这是不可能的；使用铝锂合金，也不可能。但钢很容易焊接，而且能经受自然环境。

第 35 段

而且，实际上，（……25:36），比如在火星上，你可以把它切开，可以焊接，可以改造。没问题。是的。这个观点很好。你身处月球或火星；你会想要一种能够改造、能够切开并用于其他用途的东西。那肯定是件很棒的事。所以无论如何，钢——显然我爱上钢了；你知道，我不得不这么说。那么，让我们看看，接下来讲助推器。

第 36 段

所以，助推器的设计最多可容纳37台猛禽发动机。我不确定我们是否会达到那么多，但确实可以有31台。我认为你会需要的最少数量可能在24台左右。但助推器的设计允许拆下多台发动机，所以你实际上可以按自己的需要增加或减少发动机。你基本上只需要很大的向上推力。随着时间推移，我认为你可能会想要一枚推力约为7,500吨的火箭，这大约是土星5号推力的2倍，略高于2倍；总起飞质量约为5,000吨，推重比约为1.5。

第 37 段

对于可重复使用火箭，你实际上需要较高的推重比，而不是像消耗型火箭那样需要较低的推重比，因为任何低于1的推重比都没有用；比如，如果你的推力小于你的重量，你就不会移动。所以，对于可重复使用火箭，你实际上需要较高的推重比。这是一项非常重要的（27:30）设计优化变化。所以，这就是为什么我认为更多发动机可能是好事，而且随着时间推移，推力要达到约7,500吨，推重比达到1.5或更高。

第 38 段

我们认为可能会调整栅格翼，将其设计成某种菱形。看起来更酷。效果也更好。然后，后部的翼实际上只是支腿。它们并不是稳定或制导所必需的。它们基本上就是用作支腿。

第 39 段

好了。那么我们来看看一些开发测试。这是一次猛禽发动机点火。

第 40 段

好了。然后，很显然，我们在星虫上进行过一次猛禽发动机点火。是的。

第 41 段

仅凭画面有点难以体会它的尺度，但它的直径与星舰相同。而且显然，它就在那边。所以，你很难判断它是垃圾桶那么大，还是，你知道，它究竟有多大，但它大约……主体直径约为9米或30英尺，这还不包括支腿的跨度。（30:00）是的。所以，这让你对它的尺寸有个概念。

第 42 段

所以，那里的小像素……那些小像素是一个人。然后旁边是星虫，再用千年隼作对比，然后是星舰，也就是你们眼前看到的这个。然后是完整堆叠后的样子，其高度几乎是这艘飞行器的2.5倍。这个模拟会让你对这些东西的尺度有个概念。

第 43 段

埃隆·马斯克（画外音）：这让我有点想起《太空炮弹》中的一个场景。

第 44 段

埃隆·马斯克（画外音）：这是轨道补加燃料。轨道补加燃料对于前往火星和月球、在月球或火星上建立城市极其重要。这是至关重要的一步。

第 45 段

一枚可快速重复使用的轨道运载火箭是……一枚可快速重复使用的火箭是实现——头韵——太空进入成本突破所必需的；也就是不要每次飞行都把火箭扔掉。但另一个关键步骤是在轨道上补加燃料，这样星舰就可以携带，比如说，150吨用于月球、火星或更远目的地的有效载荷进入轨道。然后，它可以接受燃料补给，把推进剂贮箱装满，从而能携带1,200吨推进剂离开近地轨道（35:00）。这非常重要，因为这样你的速度增量就足以将约150吨运送到月球或火星表面，同时实现完全重复使用和轨道补加燃料。

第 46 段

轨道补加燃料实际上是SpaceX与空间站对接操作的简化版本。所以，与空间站对接实际上比轨道补加燃料更难，但在练习与空间站对接的过程中，SpaceX也学会了如何在复杂环境中于轨道上交会和对接。所以，这是最终在月球和火星上建立基地、建立城市所需的另一个关键拼图。是的，所以这些就是关键要素。因此，我们认为在月球上建立基地会非常令人兴奋。

第 47 段

即便它只是一个科学基地……——例如，我们在南极洲有一个基地。许多国家都在南极洲设有用于科学研究的基地，而这里会成为一片不可思议的研究区域。所以，无论人们是否想住在月球上，都肯定有大量科学工作可做。而且我认为它也很近。所以，做这件事会相当令人兴奋。然后，当然，我们还可以前往太阳系中的其他地方，比如土星。但我认为，我们需要关注的关键事项，是以最快的路径在火星上建成一座自给自足的城市。这是根本所在。

第 48 段

据我们所知，我们是外界存在的唯一意识或唯一生命。也许还有其他生命，但我们没有看到任何迹象。人们经常问我，你对外星人之类的事情知道些什么，而我就会说，老兄，我告诉你，我相当确定，如果有外星人，我会知道。我没有看到任何外星人的迹象。那要是军方把外星人藏在51区之类的地方呢，你知道；这是一个很流行的梗。（37:30）嗯，我告诉你：增加国防经费最大、最快的办法，就是抛出类似这样的话：“嘿，我们发现了一个外星人。”（……37:40）类似于，“啊，国防肯定能拿到更多钱了”。保证如此，那里（……37:46）会在2秒内就像展品一样被摆出来。现实是，据我们所知，这里是唯一的地方，至少在银河系的这一部分或银河系内，是唯一存在意识的地方。而我们用了很长时间才走到这一步。

第 49 段

你知道，根据地质记录，地球已经存在了大约45亿年，不过其中大约5亿年，它基本上都是熔融岩浆。所以，但是尽管如此，至少存在细菌生命的时间也有数十亿年，而多细胞生命则存在了数亿年。但有趣的地方在这里。太阳正逐渐变得更热、更大，随着时间推移，即使不存在全球变暖——人为造成的那种——太阳也会膨胀，并使地球过热。我猜大概……——以人类的时间尺度来看，这是很长的时间，但只剩下数亿年了。就这些，这就是我们拥有的全部时间。好吧。数亿年。但从某种进化角度来看，基本上，如果有意识生命在地球上的进化多花10%的时间，它就根本不会进化出来，因为它早已被太阳焚毁。

第 50 段

我要说的是，意识似乎是一种非常稀有且珍贵的事物，而我们应该采取一切力所能及的措施来保存意识之光。这扇窗口直到现在才打开——经过45亿年，这扇窗口才打开。等待的时间非常漫长，而它可能不会敞开太久。我天性相当乐观，但存在某种可能，存在某种可能，这扇窗口不会敞开太久。我认为，我们应该趁这扇窗口敞开时成为一个多行星文明。而且如果我们做到了，我认为地球可能迎来的结果甚至会更好，因为届时火星有朝一日可以帮助地球。因此，我认为我们真的应该竭尽全力成为一个多行星物种，并将意识扩展到地球之外。而且我们现在就应该这样做。谢谢。（40:13）