Elon Musk tidak pernah dapat menyimpan rancangan jangka panjangnya untuk dirinya sendiri. Di luar pengembangan roket yang dapat digunakan kembali, mobil elektrik, dan merevolusikan tenaga suria, dia juga cukup lantang membangun jajahan di Marikh sepanjang hayatnya. Tujuannya di sini tidak lain adalah memastikan kelangsungan hidup umat manusia dengan membuat "lokasi sandaran", dan memerlukan beberapa perancangan dan seni bina yang serius.
Ini dan aspek lain dari misi Musk yang dicadangkan ke Mars dijelaskan dalam sebuah esei berjudul "Membuat Manusia sebagai Spesies Pelbagai Planet", yang diterbitkan dalam jurnal terbitan Jun 2017 Ruang Baru. Makalah ini adalah ringkasan pembentangan yang dibuatnya pada Mesyuarat Tahunan ke-67 Kongres Astronautik Antarabangsa, yang berlangsung dari 26 hingga 30 September 2016, di Guadalajara, Mexico.
Makalah ini dihasilkan oleh Scott Hubbard, seorang profesor perunding di Universiti Stanford dan Ketua Pengarang Ruang Baru, dan merangkumi semua bahan dan slaid dari persembahan asal Musk. Di dalamnya terdapat pemikiran Musk tentang bagaimana penjajahan Mars dapat dicapai pada abad ini dan masalah apa yang perlu ditangani.
Ini termasuk biaya pengiriman orang dan muatan ke Mars, perincian teknikal roket dan kenderaan yang akan dilakukan dalam perjalanan, dan kemungkinan kerosakan dan garis masa kos. Tetapi tentu saja, dia juga menjawab pertanyaan-pertanyaan filosofis utama - "Mengapa pergi?" dan "Mengapa Marikh?"
Menangani persoalan pertama ini adalah salah satu aspek penting dalam penerokaan angkasa lepas. Ingat ucapan John F. Kennedy yang ikonik "Kami Pilih untuk pergi ke Bulan"? Jauh dari sekadar pernyataan niat, ucapan ini adalah pembenaran oleh pentadbiran Kennedy untuk semua masa, tenaga, dan wang yang dilakukannya untuk program Apollo. Oleh itu, ucapan Kennedy menekankan di atas segalanya mengapa tujuannya adalah usaha yang mulia.
Ketika melihat ke Marikh, Musk mempunyai nada yang serupa, menekankan kelangsungan hidup dan keperluan manusia untuk berkembang ke angkasa. Seperti yang dinyatakannya:
"Saya rasa sebenarnya ada dua jalan asas. Sejarah akan membelah dua arah. Salah satu jalan adalah kita kekal di Bumi selama-lamanya, dan kemudian akan ada beberapa peristiwa kepupusan akhirnya. Saya tidak mempunyai ramalan kiamat, tetapi akhirnya, sejarah menunjukkan, akan ada beberapa peristiwa kiamat. Alternatifnya adalah menjadi peradaban yang membawa ruang dan spesies berbilang planet, yang saya harap anda setuju adalah jalan yang tepat. "
Bagi apa yang menjadikan Mars sebagai pilihan semula jadi, itu adalah penjualan yang sukar. Memang, Mars mempunyai banyak persamaan dengan Bumi - oleh itu mengapa ia sering disebut "Bumi Kembar" - yang menjadikannya sasaran yang menggoda untuk penyelidikan saintifik. Tetapi ia juga mempunyai beberapa perbezaan yang agak jelas yang menjadikan jangka panjang di permukaan kelihatan kurang menarik. Jadi mengapa ia menjadi pilihan semula jadi?
Seperti yang dijelaskan oleh Musk, kedekatan mempunyai banyak kaitan dengannya. Pasti, Venus lebih dekat dengan Bumi, sejauh 41 juta km (25,476,219 mi), berbanding 56 juta km (3,4796,787 mi) dengan Mars. Tetapi persekitaran bermusuhan Venus didokumentasikan dengan baik, dan merangkumi suasana yang sangat padat, suhu yang cukup panas untuk mencairkan timbal dan hujan asid sulfurik! Merkuri terlalu panas dan tanpa udara, dan bulan Jovian sangat jauh.
Ini memberi kita hanya dua pilihan untuk masa terdekat, sejauh yang berkaitan dengan Musk. Salah satunya adalah Bulan, yang kemungkinan akan memiliki penempatan tetap di tahun-tahun mendatang. Sebenarnya, antara ESA, NASA, Roscosmos, dan Pentadbiran Angkasa Nasional Chines, tidak ada kekurangan rancangan untuk membina pos lunar, yang akan berfungsi sebagai penerus ISS.
Tetapi dibandingkan dengan Mars, sumber daya yang kurang kaya, tidak mempunyai atmosfer, dan merupakan peralihan utama sejauh graviti (0.165 g berbanding 0.376 g) dan panjang hari (28 hari berbanding 24.5 jam) yang berkenaan. Inilah sebab terbesar untuk pergi ke Marikh, yang hakikat bahawa pilihan kita terhad dan Marikh adalah yang paling menyerupai Bumi dari semua badan yang saat ini dapat kita akses.
Lebih-lebih lagi, Musk memberi hak untuk hakikat bahawa penjajah dapat memulakan proses terraforming, untuk menjadikannya lebih mirip Bumi dari masa ke masa. Seperti yang dinyatakannya (tambah berani untuk penekanan):
"Sebenarnya, kita sekarang percaya bahawa Marikh awal serupa dengan Bumi. Akibatnya, jika kita dapat memanaskan Marikh, kita sekali lagi akan mempunyai suasana yang tebal dan lautan cair. Marikh berada sekitar setengah jauh dari Matahari seperti Bumi, jadi ia masih mempunyai cahaya matahari yang baik. Ia agak sejuk, tetapi kita boleh memanaskannya. Ini memiliki suasana yang sangat membantu, yang, terutamanya CO2 dengan beberapa nitrogen dan argon dan beberapa unsur jejak lain, bermaksud bahawa kita dapat menanam tanaman di Marikh hanya dengan menekan atmosfera.
"Akan sangat menyenangkan berada di Marikh kerana anda akan mempunyai graviti yang kira-kira 37% dari Bumi, jadi anda akan dapat mengangkat barang-barang berat dan berkeliaran. Tambahan pula, hari ini sangat dekat dengan Bumi. Kita hanya perlu mengubah populasi kerana pada masa ini kita mempunyai tujuh bilion orang di Bumi dan tidak ada di Marikh. "
Secara semula jadi, tidak ada misi yang diharapkan dapat berlaku tanpa kenderaan yang sangat penting. Untuk tujuan ini, Musk menggunakan mesyuarat tahunan IAC untuk mengungkap rancangan syarikatnya untuk Sistem Pengangkutan Antarplanet. Versi kemas kini Mars Colonial Transporter (yang mula dibincangkan oleh Musk pada tahun 2012), ITS akan terdiri daripada dua komponen utama - penggalak roket yang boleh digunakan semula dan Angkasa Luar Angkasa.
Proses untuk menuju ke Marikh dengan komponen ini memerlukan beberapa langkah. Pertama, penggalak roket dan kapal angkasa lepas bersama dan kapal angkasa dihantar ke orbit. Seterusnya, sementara kapal angkasa menganggap orbit tempat letak kereta, penggalak kembali ke Bumi untuk dimuatkan dengan kapal tangki. Kenderaan ini mempunyai reka bentuk yang sama dengan kapal angkasa, tetapi mengandungi tangki propelan dan bukannya kawasan kargo.
Kapal tangki itu kemudian dilancarkan ke orbit dengan booster, di mana ia akan bertemu dengan kapal angkasa dan mengisi bahan bakarnya untuk perjalanan ke Mars. Secara keseluruhan, kapal tangki propelan akan naik dari mana-mana dari tiga hingga lima kali untuk mengisi tangki kapal angkasa semasa berada di orbit. Musk menganggarkan bahawa waktu pemulihan antara pelancaran kapal angkasa dan pengambilan penggalak akhirnya boleh menjadi serendah 20 minit.
Proses ini (jika Musk berjaya) akan merangkumi pelbagai kapal angkasa yang membuat perjalanan ke dan dari Marikh setiap 26 bulan (ketika Mars dan Bumi berada paling dekat):
"Anda akan mempunyai lebih dari 1,000 atau lebih kapal angkasa yang menunggu di orbit. Oleh itu, armada Mars Colonial akan berangkat secara beramai-ramai. Adalah masuk akal untuk memuat kapal angkasa ke orbit kerana anda mempunyai masa 2 tahun untuk melakukannya, dan kemudian anda boleh menggunakan booster dan kapal tangki dengan kerap untuk menggunakan semula alat berat tersebut. Dengan kapal angkasa, anda akan menggunakan lebih sedikit kerana anda harus mempertimbangkan berapa lama masa berlanjutan — mungkin 30 tahun, yang mungkin paling banyak 12-15 penerbangan kapal angkasa paling banyak. "
Dari segi struktur roket, ia akan terdiri daripada serat karbon maju yang berada di luar tangki bahan bakar, yang akan bergantung pada sistem penekanan autogenous. Ini melibatkan bahan bakar dan oksigen di gasisasi melalui pertukaran haba di dalam mesin, yang kemudian akan digunakan untuk menekan tangki. Ini adalah sistem yang jauh lebih sederhana daripada yang sedang digunakan untuk roket Falcon 9.
Penguat akan menggunakan 42 mesin Raptor yang disusun dalam cincin sepusat untuk menghasilkan tujahan. Dengan 21 enjin di gelang luar, 14 di gelang dalam, dan tujuh di kluster tengah, penggalak akan mempunyai daya dorong pengangkatan 11,793 metrik tan (13,000 tan) - 128 MegaNewtons - dan tujahan vakum 12,714 metrik tan (14,015 tan), atau 138 MN. Ini akan menjadikannya kapal angkasa pertama di mana bar prestasi roket melebihi ukuran fizikal roket.
Bagi kapal angkasa, reka bentuk memerlukan bahagian bertekanan di bahagian atas dengan bahagian yang tidak bertekanan di bawahnya. Bahagian bertekanan akan memuat hingga 100 penumpang (pikir Musk berharap akhirnya dapat meningkatkan kapasitas itu menjadi 200 orang setiap perjalanan), sementara semua bagasi dan muatan yang diperlukan untuk membangun koloni Martian akan disimpan di bahagian yang tidak tertekan di bawah.
Mengenai kompartemen kru sendiri, Musk pasti dapat menggambarkan bagaimana waktu di dalamnya tidak membosankan, kerana waktu transitnya panjang. "Oleh itu, petak kru atau petak penghuni disediakan supaya anda dapat melakukan permainan graviti sifar - anda boleh melayang-layang," katanya. "Akan ada filem, ruang kuliah, kabin, dan restoran. Akan sangat menyeronokkan untuk pergi. Anda akan bersenang-senang! "
Di bawah kedua bahagian ini, tangki oksigen cecair, tangki bahan bakar dan enjin kapal angkasa berada. Enjin, yang akan dilekatkan secara langsung ke kon tuju di dasar, terdiri daripada gelang luar tiga mesin permukaan laut - yang akan menghasilkan 361 saat impuls spesifik (Isp) - dan sekelompok dalaman enam mesin vakum yang akan menghasilkan Isp 382s.
Bahagian luar kapal angkasa juga akan dilengkapi dengan heatshield, yang akan terdiri dari bahan yang sama yang digunakan SpaceX pada kapal angkasa Dragon-nya. Ini dikenali sebagai ablator karbon yang diresapi fenolik (PICA), yang mana SpaceX berada pada versi ketiga mereka. Secara keseluruhan, Musk menganggarkan bahawa Kapal Angkasa Antarplanet akan dapat mengangkut kargo 450 tan ke Mars, bergantung pada berapa kali kapal tangki dapat mengisi semula kapal tersebut.
Dan, bergantung pada pertemuan Bumi-Mars, waktu transit mungkin hanya 80 hari sehala (dengan kecepatan 6km / s). Tetapi seiring berjalannya waktu, Musk berharap dapat menurunkannya menjadi hanya 30 hari, yang memungkinkan untuk mewujudkan populasi yang cukup besar di Marikh dalam waktu yang relatif singkat. Seperti yang ditunjukkan oleh Musk, jumlah sihir di sini adalah 1 juta, yang bermaksud jumlah orang yang diperlukan untuk menubuhkan jajahan mandiri di Marikh.
Dia mengakui bahawa ini akan menjadi cabaran besar, dan dapat bertahan selama satu abad:
"Jika anda hanya dapat pergi setiap 2 tahun dan jika anda mempunyai 100 orang per kapal, itu adalah 10,000 perjalanan. Oleh itu, sekurang-kurangnya 100 orang setiap perjalanan adalah urutan besar yang tepat, dan kita akhirnya dapat mengembangkan bahagian kru dan akhirnya mengambil lebih kurang 200 orang atau lebih setiap penerbangan untuk mengurangkan kos setiap orang. Walau bagaimanapun, 10,000 penerbangan adalah banyak penerbangan, jadi akhirnya anda benar-benar mahukan dalam urutan 1,000 kapal. Perlu masa yang lama untuk membina hingga 1,000 kapal. Berapa lama masa yang diperlukan untuk mencapai ambang juta orang itu, dari saat kapal pertama menuju ke Marikh mungkin berada di antara 20 hingga 50 jumlah pertemuan Mars - jadi akan mengambil masa 40-100 tahun untuk mencapai diri sepenuhnya mengekalkan tamadun di Marikh. "
Apabila ITS siap dilancarkan, ia akan melakukannya dari Launch Pad 39A di Kennedy Space Center di Florida, yang SpaceX kini gunakan untuk melakukan pelancaran Falcon 9 dari. Tetapi tentu saja, aspek yang paling menakutkan dalam usaha penjajahan adalah kos. Pada masa ini, dan menggunakan kaedah semasa, menghantar lebih dari 1 juta orang ke Marikh tidaklah berpatutan.
Dengan menggunakan kaedah era Apollo sebagai batu sentuh, Musk menunjukkan bahawa kos untuk pergi ke Mars adalah sekitar $ 10 bilion setiap orang - yang berasal dari fakta bahawa program itu sendiri berharga antara $ 100 hingga $ 200 bilion (menyesuaikan inflasi) dan mengakibatkan 12 angkasawan menjejakkan kaki di Bulan. Secara semula jadi, ini terlalu tinggi untuk mewujudkan sebuah jajahan mandiri dengan populasi 1 juta.
Hasilnya, Musk mendakwa bahawa kos pengangkutan orang ke Marikh harus dikurangkan sebanyak 5 juta peratus! Keinginan Musk untuk menurunkan kos yang berkaitan dengan pelancaran ruang adalah terkenal, dan inilah sebab mengapa dia mendirikan SpaceX dan mula mengembangkan teknologi yang boleh digunakan semula. Walau bagaimanapun, kos perlu diturunkan ke titik di mana tiket ke Mars berharga hampir sama dengan rumah median - iaitu $ 200,000 - sebelum perjalanan ke Marikh dapat terjadi.
Mengenai bagaimana ini dapat dilakukan, beberapa strategi digariskan, banyak di antaranya Musk dan agensi angkasa seperti NASA sudah aktif menjalankannya. Ini termasuk Reusability penuh, di mana semua peringkat roket dan modul kargo (bukan hanya tahap pertama) harus dapat diambil dan dapat digunakan kembali. Pengisian bahan bakar di Orbit adalah cara kedua, yang berarti kapal angkasa tidak perlu membawa semua bahan bakar yang mereka perlukan dari Bumi.
Di samping itu, harus ada pilihan untuk Pengeluaran propelan di Mars, di mana kapal angkasa akan dapat mengisi bahan bakar di Mars untuk melakukan perjalanan kembali. Konsep ini telah diterokai pada masa lalu untuk misi lunar dan Martian. Dan dalam kes Mars, kehadiran CO 2 atmosfera dan beku, dan air di dalam tanah dan penutup es kutub, bermaksud bahan bakar metana, oksigen dan hidrogen semuanya dapat dihasilkan.
Terakhir, ada persoalan yang mana propelan yang terbaik. Seperti sekarang, ada pilihan dasar ketika datang - minyak tanah (bahan bakar roket), hidrogen, dan metana. Semua ini menunjukkan kelebihan tertentu dan dapat dihasilkan secara in-situ di Marikh. Tetapi berdasarkan perincian kos-manfaat, Musk mendakwa bahawa metana akan menjadi pendorong paling efektif dari segi kos.
Seperti biasa, Musk juga membangkitkan masalah garis masa dan langkah seterusnya. Ini terdiri daripada ikhtisar pencapaian SpaceX selama setengah dekad yang lalu, diikuti dengan garis besar mengenai apa yang dia harapkan untuk melihat syarikatnya melakukan tahun-tahun dan dekad mendatang.
Ini termasuk pengembangan Angkasa Luar Angkasa pertama dalam masa sekitar empat tahun, yang akan diikuti oleh penerbangan ujian suborbital. Dia bahkan mengisyaratkan bagaimana kapal angkasa itu dapat memiliki aplikasi komersial, yang digunakan untuk pengangkutan kargo cepat ke seluruh dunia. Mengenai pengembangan booster, dia menunjukkan bahwa ini akan menjadi proses yang agak mudah kerana hanya melibatkan peningkatan penguat Falcon 9 yang ada.
Di luar itu, dia menganggarkan bahawa (dengan anggapan semuanya berjalan lancar) jangka waktu sepuluh tahun akan cukup untuk menyatukan semua komponen sehingga berfungsi untuk membawa orang ke Mars. Terakhir, tetapi tidak kurang pentingnya, dia memberikan beberapa gambaran mengenai apa yang dapat dicapai dengan ITS di luar Mars. Seperti namanya, Musk berharap dapat melakukan misi ke destinasi lain di Sistem Suria suatu hari nanti.
Mengingat peluang untuk pengeluaran bahan bakar in-situ (berkat banyaknya es air), bulan-bulan dari Musytari dan Saturnus disebut sebagai tujuan yang mungkin. Tetapi di luar bulan seperti Europa, Enceladus, dan Titan (semuanya disebutkan), bahkan destinasi di wilayah trans-Neptunian dari Sistem Suria ditunjukkan sebagai kemungkinan.
Memandangkan Pluto juga memiliki banyak es air di permukaannya, Musk mendakwa bahawa depot pengisian bahan bakar dapat dibina di sini untuk melayani misi ke Kuiper Belt dan Oort Cloud. "Saya tidak akan mengesyorkan ini untuk perjalanan antarbintang," dia mengakui, "tetapi sistem asas ini - dengan syarat kita mempunyai stesen pengisian di sepanjang jalan - bermaksud akses penuh ke seluruh sistem suria yang lebih besar."
Penerbitan makalah ini, berbulan-bulan setelah Musk menyampaikan perincian rancangannya ke mesyuarat tahunan IAC, secara semula jadi telah menghasilkan persetujuan dan keraguan. Walaupun ada yang akan mempertanyakan garis masa Musk dan kemampuannya untuk menyampaikan proposal yang terdapat di dalamnya, yang lain melihatnya sebagai langkah penting dalam memenuhi keinginan Musk yang telah lama dipegang untuk melihat penjajahan Mars berlaku pada abad ini.
Bagi Scott Hubbard, ia berfungsi sebagai sumbangan berharga dalam sejarah penerokaan angkasa lepas, sesuatu yang dapat diakses oleh generasi akan datang sehingga mereka dapat memetakan sejarah eksplorasi Marikh - lebih kurang sama dengan bahan arkib NASA yang digunakan untuk mengkaji sejarah pendaratan Bulan. Seperti yang dia katakan:
“Pada pandangan saya, menerbitkan makalah ini bukan hanya memberi peluang kepada masyarakat ruang angkasa untuk membaca visi SpaceX dalam bentuk cetak dengan semua carta dalam konteks, tetapi juga berfungsi sebagai rujukan arkib yang berharga untuk kajian dan perancangan masa depan. Tujuan saya adalah untuk menjadikan New Space sebagai forum penerbitan konsep penerokaan novel-terutama yang menunjukkan jalan keusahawanan bagi manusia yang melakukan perjalanan ke angkasa lepas. "
Elon Musk tidak asing lagi untuk berfikir besar dan bermimpi besar. Dan walaupun banyak cadangannya pada masa lalu tidak muncul dalam jangka masa yang dia tentukan awalnya, tidak ada yang dapat meragui bahawa ia disampaikan sejauh ini. Akan sangat menggembirakan jika dia dapat mengambil syarikat yang ditubuhkannya 15 tahun yang lalu demi memupuk penjelajahan Mars, dan menggunakannya untuk memimpin usaha penjajahan!
Kemas kini: Musk mengucapkan terima kasih kepada Hubbard atas penerbitannya dan telah menunjukkan bahawa terdapat beberapa "perubahan besar pada rancangan yang akan datang."
Dan pastikan untuk melihat video ucapan penuh Musk ini pada mesyuarat tahunan IAC ke-67, dengan ihsan SpaceX:
