私營航天公司 SpaceX 的億萬富翁創始人兼執行長埃隆·馬斯克希望幫助建立一個多達 80,000 人的火星殖民地，將探險家運送到這顆紅色星球，每次旅行的費用可能為 50 萬美元。
在馬斯克的設想中，雄心勃勃的 火星定居點 計劃將從一個由不到 10 人組成的先鋒隊開始，他們將乘坐巨大的可重複使用火箭前往火星，火箭由液氧和甲烷提供動力。
“在火星上，你可以建立一個自給自足的文明，並將其發展成真正龐大的事物，”馬斯克週五（11 月 16 日）在倫敦皇家航空學會的聽眾面前說道。馬斯克在那裡談論他的商業計劃，並接受學會授予他的金質獎章，以表彰他對太空商業化做出的貢獻。
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火星先驅
陪伴新的 火星殖民地 創始人的將是大量的裝置，包括從火星大氣中的氮氣和二氧化碳以及這顆行星的地下水冰中生產肥料、甲烷和氧氣的機器。
紅色星球的先驅者還將攜帶建築材料來建造透明的圓頂，當用火星大氣中的二氧化碳加壓時，可以在火星土壤中種植地球作物。隨著火星殖民地變得更加自給自足，大型火箭將開始運輸更多的人，更少的物資和裝置。[未來人類太空飛行的願景]
馬斯克的人類火星探索計劃架構沒有采用迴圈飛行器，即可重複使用的航天器，它們將在火星和地球之間不斷往返——至少一開始不是這樣
“可能不會有火星迴圈飛行器；迴圈飛行器的問題是，你需要很多，”馬斯克告訴 SPACE.com。“你必須有推進劑來保持物體對齊，因為[火星和地球的]軌道並不[總是]在同一個平面上。一開始你不會有迴圈飛行器。”
馬斯克還排除了 SpaceX 的 龍飛船，該公司正在開發龍飛船以將宇航員往返於近地軌道，作為將殖民者降落在火星上的航天器。當 SPACE.com 詢問將使用什麼運載工具時，他說，“我認為你只需降落整個東西。”
當被問及“整個東西”是否是巨大的新型 可重複使用火箭（據傳該火箭的縮寫名稱為 MCT，是 Mass Cargo Transport 或 Mars Colony Transport 的縮寫）時，馬斯克說，“也許吧。”
馬斯克一直在思考他的載人航天器需要什麼，無論它最終是什麼。他認為內部的氧氣濃度應為 30% 到 40%，並且他設想使用航天器的液態水儲存作為火星先驅和太陽之間的屏障。
50 萬美元的機票
馬斯克為火星之旅定價 50 萬美元是基於他認為可以負擔得起的價格。
“機票價格需要足夠低，以至於大多數發達國家的中年人或類似的人，可以湊集足夠的錢來進行這次旅行，”他說，並將這次購買比作在加利福尼亞州買房。[照片：首批太空遊客]
他還估計，到殖民地成為可能時，地球上將有 80 億人口，其中可能有十萬分之一的人準備前往。這相當於潛在的 80,000 名移民。
馬斯克估計，殖民計劃（他希望成為政府和私營企業之間的合作）最終將耗資約 360 億美元。他得出這個數字的方法是估計，一個花費一個國家國內生產總值 (GDP) 的 0.25% 或 0.5% 的殖民地將被認為是可接受的。
2010 年美國的 GDP 為 14.5 萬億美元；14.5 萬億美元的 0.25% 是 360 億美元。如果所有 80,000 名殖民者為他們的火星之旅支付每個座位 50 萬美元，將籌集到 400 億美元。
“一些錢必須花在火星上建立基地上。這關係到讓基本要素到位，”馬斯克說。“這對於英國在美洲的殖民地來說也是如此；啟動事情需要大量的開支。但是一旦有了定期的火星航班，你就可以將某人移民火星的成本降至 50 萬美元。然後我認為有足夠多的人會購買它，使其成為一個合理的商業案例。”
大型可重複使用火箭
馬斯克希望將殖民者送往火星的完全可重複使用火箭是 SpaceX 的獵鷹 9 號助推器的進化版，獵鷹 9 號助推器發射龍飛船。
“它將比[獵鷹 9 號]大得多，但我認為我們還沒有完全準備好說明有效載荷。我們將在明年談論這個問題，”馬斯克說，他強調只有完全可重複使用的火箭和航天器才能將火星移民的機票價格保持在低至 50 萬美元的水平。
SpaceX 已經在測試馬斯克稱之為下一代可重複使用獵鷹 9 號火箭，該火箭可以垂直起飛和垂直降落。原型機，被稱為蚱蜢，是一個帶有著陸腿的獵鷹 9 號第一級。
蚱蜢號已經進行了兩次短途飛行。第一次是在 9 月 21 日，高度達到 6 英尺（2 米）；第二次測試是在 11 月 1 日，高度達到 17.7 英尺（5.4 米）。蚱蜢專案的計劃里程碑是達到 100 英尺（30 米）的高度。[蚱蜢火箭的 2 層樓測試飛行（影片）]
“在接下來的幾個月裡，我們將逐漸增加高度和速度，”馬斯克說。“我確實認為沿途可能會有一些隕石坑；如果沒有隕石坑，我們將非常幸運。垂直著陸是一項極其重要的突破——極端的、快速的可重複使用性。它儘可能接近飛機般的排程能力。”
馬斯克希望在“未來一兩年”內，使用蚱蜢技術的獵鷹 9 號第一級可重複使用版能夠從軌道返回。然後他希望將這種垂直著陸技術用於獵鷹 9 號的上面級。
馬斯克希望在五六年內擁有完全可重複使用版本的獵鷹 9 號，但他承認這些可能是“最後的名言”。
火箭墊腳石
通往計劃中的可重複使用火星火箭的另一個墊腳石是 SpaceX 的 獵鷹重型運載火箭。獵鷹重型運載火箭計劃於明年從加利福尼亞州范登堡空軍基地進行首次飛行，它是一個獵鷹 9 號火箭，兩側各栓有兩個獵鷹 9 號第一級。
馬斯克預計獵鷹重型運載火箭最終將從佛羅里達州卡納維拉爾角發射。這種三級第一級火箭能夠將 116,600 磅（53,000 公斤）的物體送入 124 英里（200 公里）的近地軌道。但獵鷹重型運載火箭仍然比馬斯克的完全可重複使用火星火箭小得多，後者還將採用新型發動機。
雖然馬斯克拒絕說明火星火箭的有效載荷能力，但他表示它將使用一種名為猛禽的新型分級燃燒迴圈發動機。該迴圈包括兩個步驟。推進劑——燃料和氧化劑——在預燃器中點燃，產生高溫高壓氣體，幫助將推進劑泵入發動機的燃燒室。然後將熱氣體引導到同一燃燒室，以幫助推進劑的燃燒。
由於猛禽發動機是一種分級燃燒發動機——就像 NASA 現已退役的 太空梭機隊 的主發動機一樣——因此預計它將比獵鷹 9 號使用的開式迴圈梅林發動機效率更高。
雖然獵鷹 9 號的發動機使用液氧 (LOX) 和煤油，但猛禽發動機將使用液氧和甲烷。馬斯克解釋說，“甲烷的能量成本最低，並且比煤油具有輕微的 ISP [比衝] 優勢，並且沒有任何氫的缺點。”（氫在低溫下難以儲存，會使金屬變脆並且非常易燃。）
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