如果有一天,人類真的能像搭飛機一樣前往月球,甚至搬到火星生活,那麼幫助大家完成這個夢想的重要工具,很可能就是美國太空公司 SpaceX 正在打造的「星艦」(Starship),這是目前世界最大的太空火箭之一,完整的星艦系統高度約121公尺,比美國的自由女神像還高。
提到火箭,很多人腦中會浮現細長的白色火箭,一飛上天就完成任務,最後掉進海裡或在空中燒毀。不過,星艦卻完全不同,它從設計開始,就希望能夠像飛機一樣,飛回地球、重新加油,再次起飛。如果這個計畫成功,未來進入太空的花費將大幅降低,也能讓更多科學研究、衛星發射,甚至人類移民火星變得更加容易。
星艦其實不是只有一支火箭,而是由上下兩個部分組成。最下面的是「超級重型助推器」(Super Heavy),負責提供巨大的力量,把整套火箭推離地球。等到燃料快用完時,它就會和上方的太空船分離,並設法飛回地球回收。至於真正前往太空的,就是上面的「星艦」,它未來希望能載運人員、貨物和各種設備,飛往月球、火星,甚至更遙遠的宇宙。
星艦還有一個非常特別的地方,那就是它竟然是用「不鏽鋼」打造的。很多人第一次看到星艦,都會覺得它像一個會飛的不鏽鋼水塔,銀色的外表和一般火箭完全不同。
其實,這並不是為了好看,而是經過許多研究後做出的選擇。一般火箭大多使用鋁合金、鈦合金或碳纖維等昂貴材料,但 SpaceX 發現,不鏽鋼雖然比較重,卻便宜得多,也更容易大量生產和焊接。更重要的是,太空船從太空高速返回地球時,外殼會因為和空氣摩擦而變得非常燙,溫度甚至超過攝氏一千度,而不鏽鋼剛好具有很好的耐熱能力,因此十分適合這種極端環境。
除了材料特別,星艦使用的燃料也和許多傳統火箭不同。它使用的是液態甲烷和液態氧。科學家認為,火星未來有可能利用當地的水和二氧化碳製造甲烷,因此如果人類真的到了火星,理論上就有機會在當地製造燃料,再搭乘星艦返回地球,而不用把所有燃料都從地球帶過去。
其實,打造星艦並不是一夜之間完成的想法。SpaceX 創辦人伊隆.馬斯克(Elon Musk)從公司成立後,就一直希望人類不要只生活在地球,而是成為能在不同星球生活的文明。十多年來,這項計畫曾經有過不同名字,例如「火星殖民運輸系統」和「BFR」,最後才正式命名為「Starship」,也就是今天大家熟悉的「星艦」。
從2019年開始,SpaceX 不斷進行一次又一次的試飛。有些測試成功,有些則以爆炸收場,但工程團隊每一次都會找出原因、修改設計,再繼續挑戰。這種「快速測試、快速改進」的開發方式,也讓星艦逐漸朝著可重複使用的大型太空船目標前進。
星艦未來希望完成的任務,不只是把衛星送上太空,更包括協助建立月球基地、運送大量物資、執行深空探測,以及有一天真正把人類送到火星生活。這也是為什麼它被稱為「Starship」,因為它的目標不只是飛到太空,而是希望有一天,真的能在人類與不同星球之間來回航行。
許多太空專家認為,如果星艦未來能夠順利完成所有設計目標,它對太空探索的重要性,可能就像當年噴射客機改變航空旅行一樣。過去,進入太空既昂貴又困難;未來,隨著可以反覆使用的大型火箭逐漸成熟,人類探索宇宙的速度,或許也將因此大大加快。
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(Photo:x.com/SpaceX)
(完)
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範例問題:
- 如果未來星艦真的可以安全飛到火星,你最希望人類去火星完成什麼任務?為什麼?
- 你認為科學家為什麼會選擇使用不鏽鋼,而不是最輕、最昂貴的材料來打造星艦?
- 星艦希望像飛機一樣可以重複使用。你還能想到生活中有哪些東西也是「重複使用」的設計?這樣做有哪些好處?
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