太空旅行不是夢：以後可以打個火箭去太空旅行了？
文章來源：BBC
作者：柯林·史都華
譯者：畢馨雲
圖片來源：BBC
Space X預計今年用它把兩位旅客送到太空
並環遊月球一圈
這船火箭究竟有哪些創舉
又會為人類帶來什麼影響
多虧有它，你才可能前往太空
特斯拉創辦人暨PayPal老閶伊隆·馬斯克(Elon Musk)並非胸無大志，拿出幾百萬美金解決眼前任何障礙也不是問題。
這正是為什麼SpaceX已經成為世界最主要的私人太空飛行供應商。他在2002年創立SpaceX公司，目的是為了發展更便宜、更快、更遠的太空旅行，最終則是要移民火星。
過去15年間，SpaceX已經累積許多太空飛行「先例」。這家公司的眾多成就包括：它是私人公司中率先把液體燃料火箭送上地球軌道(獵鷹1號，2008年)、率先把宇宙飛船玤送上國際太空站(獵成9號, 2012年)、率先將衛星放上地球同歩軌道(獵鷹9號, 2013年)以及率先讓一枚「二手」軌道火箭重祈發射升空並著陸(獵鷹9號, 2017年)。
正如前文所述,可重複利用的獵鷹9號火箭是Spacex能成功多次的關鍵。以長遠來看,馬斯克的目光堅毅地鎖定火星，但在此之前,讓我們來仔細瞧瞧這個高69.9公尺的龐然大物，它已成功飛行38次，正火速成為把貨物及人員送上太空的最可靠選擇...
它可重複利用
Space X在2017年3月把一枚通訊衛星發射到軌道上，可說締造了一小段太空史：獵鷹9號在2016年4月已經上過太空並且返回地球，這是史上頭一個，一回重複利用軌道火箭。
獵鷹9號的第一節，也就是現在大部分燃料與主引擎的位置，被送回地面並收回，然後再次升空。由於第一節是火箭最貴的一段，因此充分利用有可能改變太空探險的遊戲規則。
過去每當我們想上太空，就必須掏出數億美元打造全新火箭，而今同一枚火箭可以多次使用。
如果客戶選擇回放的獵鷹9號來運載貨物，Space X還會提供高達30%的折扣，進一步縮減了登上太空的成本。
它是可信賴的
獵鷹9號火箭的成功率高達95%，從2010年首次升空，發射次數已達41次，而且幾乎全部達成預定目標，只有兩次除外；一次沒能到達軌道，另一次是飛行前測試時在發射台上爆炸，它與火箭工業的其餘對手相比毫不遜色；火箭工業整體的平均失敗率也是5%。
NASA用來運送太空人往返軌道的太空棱，成功率是98.5%；而挑戰者號與哥倫比亞號失事是其顯著的污點。目前唯一能把人送上國際太空站的俄羅斯聯合號火箭，已經升空超過1700次，成功率是97%。
如果Space X將利用自家技術把人送到太空，那麼必須把成功成功率再提高一些，讓自己與上述其他典範並駕齊驅。
它可以啟發整個新時代
NASA阿波羅任務的成就不僅是讓12位太空人登陸月球，它讓整個世代目睹人類第一次冒險踏上一片新世界，那些史無前例的腳步，燃起了世界各地無數年輕人的想像力，讓許多人就此以科學、數學、工程為志業。
然而自1972年阿波羅17號離開月球表面後，人類卻一直卡在低軌道上。沒錯，我們有國際太空站隊，但也別低估人類開拓新疆界的後繼發酵。
如果私人太空公司有辦法讓人重返月球，甚至把人送上火星，他們的成功偉業將會在現今這個擁有高，高畫質攝影機、社群媒體及全天候新聞頻道的時代，播送至世界各地。
這些太空任務的鼓舞效應可能無與倫比：誰知道這一代受到後發之後，接下來又會做出什麼呢？
它將啟動新產業
過去太空發射成本龐大，只有那些財力雄厚的人才負擔得起天文數字般的金額，而這在以前是指政府。
但政府的資金來自納稅人，很多納稅人看到更為緊破的社會事務，就會開始對太空探險的價值保持懷疑態度。
Space X正在證明不用花太多錢也能做得很好，為太空商業化開建蹊徑。現在其他公司也紛紛湧現，尋找參與機會，億萬富翁傑夫·貝佐斯（Jeff Bezos）和理察·布蘭森（Richaid Branson）已經投入資金，全球太空產業正迅速成長，甚至不斷超越中國經濟成長速度。
因此，昔日因成本而無法進入太空市場的公司，現在可能負擔得起，以更經濟的成本將大批衛星送上軌道，而這些衛星有助於創新科技的應用，包括自動駕駛車與超快網際網路傳輸。
它的動力強大
獵鷹9號的動力來自Space X自行研製的默林（Merlin）引擎，火箭第一節共裝配了九個默林引擎，第二節默林引擎稍作修改，以因應在太空的真空狀態中點火。
這些引擎燃燒的是火箭級煤油和液態氧的混合物。典型的發射過程中，第一節引擎會燃燒162秒，第二節引擎則燃燒397秒。
威力強大的默林引擎是史上效率最高的引擎之一。內建九個引擎的第一節火箭，本身就具有某種安全性。以其他火箭來說，更是引擎在發射升空時失靈，喪生的推力有可能折損貨物成功抵達軌道的機會。
然而獵鷹9號就算其中兩個引擎失靈，也不會影響發射。強勁的引擎可以燃燒更久、接替中斷的工作，挽救任務。
它可以在海上降落
目前為止，Space X所有的太空任務都是從三個地面發射點之一發射的，不過有些則降落在海上。
在五次失敗之後，獵鷹9號終於在2016年4月首次完美降落在一艘漂浮海面的無人平台上。比起返回發射點，降落在海上所需的燃料較少，而落地時耗能較少代表有更多動力可到達更高的軌道，所以這極為重要。倘若出狀況，在海面上降落也比較安全。
這兩艘漂浮平台分別為「我當然還愛著你」及「看一下說明書」，取自伊恩·班克斯（Lain M.Banks）的小說《遊戲玩家》（The Player of Games）中的太空船名。
第一艘停駐在大西洋上，接應從佛羅里達州卡納維爾角發射的火箭，另一艘則漂在太平洋上，接應從加州范德堡空軍基地發射的火箭。
它終有一天會把人送上太空
Space X利用可回收使用的天龍號太空艙，成功把貨物運送到國際太空站，這是私人企業的首例，天龍號由獵鷹9號運載發射，它真正的目標是把人送上太空；幸運的太空人未來能將透過四個窗口，欣賞令人嘖嘖讚歎的景觀。
天龍號的新一代版本是天龍2號，預計在今年4月由新的獵鷹重型火箭首次運載，首航到國際太空站。馬斯克甚至宣布，他有意讓兩位付費的顧客坐進天龍2號太空艙，繞月球一圈，再返回地球。
值得注意的是，他說這會在今年下半年實現。等於過去只有一個政府達成此舉，這應該可算是某種意圖性聲明。
它將帶動太空觀光產業
就算兩位付費玩家今年並沒有參與為期一周的繞月任務，我們還是有機會看到Space X把遊客送上地球軌道。
未來幾十年內，太空旅行將變得像搭飛機般稀鬆平常，起初跨大西洋的空中旅行要價幾千美金（換算成今天的市值），如今數百美元就能成行。同樣的，私人企業把顧客成功送上軌道，將會引來更多產業競爭，替所有消費者降低價格。
請別對學齡孩子未來的度假地點是太空感到驚艷，他們有可能以環遊世界一趟或一輛頂級名車的價格，在軌道上的天龍號太空艙內一邊漂浮、一邊俯瞰地球。
它終有一天會帶我們上火星
馬斯克的終極目標是把人送上火星，這不是機密，然而跟護送太空人上地球軌道相比，還有一大段距離。
馬斯克的願景牽涉到Space X的行星際運輸系統（ITS），這套系統的最終目標是要讓多達1000艘太空船停泊在地球軌道上；每艘船上的100名組員，讓等候前往火星的最佳時機，時機一到就一起出發。
每26個月就有一次機會，這時行星之間的距離最短。馬斯克曾公開表示，他的志向是要在50到100年內，把100萬人送上火星。
不過火星旅程仍然存在重大難題。六個月航程的輻射曝露量應該會高到無法承受，所以組員將會需要防護設施。
其他例如減速到能夠安全降落在火星上，以及在如此漫長的旅途中供應組員充足的糧食、水與能源，也都是不折不扣的挑戰。
尚未解決的難題
對於馬斯克宣布今年就要實現環遊月球，許多評論家都語帶保留。因為太空旅行仍然很困難，尤其是攜帶著沉重酬載到地球軌道以外的地方。
NASA在1960年代和1970年代雖然成功做到了，但這是投入龐大經費的結果。在第一次登陸月球的準備期間，NASA的預算超過美國國內生產毛額（GDP）的4%；而當時美國是全國最大的經濟體。
私人企業Space X的賬冊不公開，所以我們不知道它在太空探險方面投入多少錢，或是獲利的可能性。如果一切順利的話，Space X今年應該就會把太空人送上國際太空站，而且牽動著很多後續計劃。
即使是小故障也有可能大幅延後任何人類太空飛行計劃，不過無論如何，這都不會是Space X最後一次走出史無前例的事。
關於獵鷹9號
1、獵鷹9號的運作方式
2、獵鷹9號的發射過程
柯林·史都華
皇家天文學會成員，著有《穿越時空的13次旅程》(13 Journeys Through Space and Time)、《為什麼太空對我來說很重要》( Why Space Matters to Me)、《100個數字中的物理學》(Physics in 100 Numbers)等書。
譯者畢馨雲 清華大學數學系畢業，現專事翻譯。
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