（原标题：移民火星 — SpaceX 公司的方法和理由）
这是有关埃隆·马斯克（Elon Musk）公司的四部分系列文章的第三部分。关于该系列文章产生的缘由以及马斯克如何参与文章的撰写过程，请参见第一部分。
文前说明：十周前，我开始撰写这篇文章。起初，我未曾预料到会遇到如此严峻的考验。但就像那篇特斯拉的故事那样，当我意识到以下两点后，就下定了决心：这是个极为重要的主题，在未来必然会更加引人关注，同时，这也是绝大多数人不熟悉的领域。经过数周的研究以及与马斯克等人的探讨，对于所谓的"人类和太空的故事"，我有了深入系统的了解，它再一次彻底重塑了我脑海中对未来的构想。在我构思这篇文章内容时，我要确保每位 Wait But Why 的读者在读完时都能获得相同的知识，并能以此为基础继续他们的探索。毕竟在面对即将到来的一切时，这些知识都是我们所需要的。因此，就像特斯拉的故事那样，这篇文章成为了一个完整的体系。就连最终促成本文发表的进度更新也成为了一个完整的体系。
文章概况：文章分为三部分。第一部分介绍了梗概和背景，第二部分探讨了移民火星的理由，而第三部分则深入探讨了移民火星的方法。
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目录
第一部分：人类和太空的故事
第二部分：马斯克的任务
第三部分：如何在火星上建立殖民地
- 第 1 阶段：想办法将东西送入太空
- 第 2 阶段：彻底改变太空旅行的成本
- 第 3 阶段：移民火星
公元 2365年，木卫三
出发的前一天。眼前的景象是如此不真实，她依然觉得难以置信。这里有她之前听说过的一切：包括百年前第一批登陆木卫三的人类所建造的建筑、房子般大小的动物、她所知的面积跟整个地球差不多的海洋、热带沙滩、蓝色的天空以及近到能够灼伤皮肤的巨大太阳，最诡异的是，居然没有木星在头顶上盘旋。由于在众多电影里看到过这些事物，所以，她觉得自己好像在参观一部传奇电影的布景地。对这一切，她的脑袋有些应接不暇。现在，她需要考虑自己是不是已经获得了自己需要的一切，并向其他人告别。毕竟下一次再来，可能要很久以后了。
第一部分：人类和太空的故事
约 600 万年前，一只重要的母类人猿诞下两只幼崽。其中一只将成为所有黑猩猩的共同祖先。而另一只，则将繁衍出一支物种，这支物种终将进化成全人类。尽管第一只幼崽的后代将保持正常猴子的样子，但随着时间的推移，另一只幼崽的后代会发生奇妙的变化。
我们并不清楚原因，但在接下来的 600 万年里，我们的祖先开始尝试地球上的生物之前从未尝试过的事情——它们觉醒了。
这一切发生的速度很缓慢，是通过几千代循序渐进的演化实现的，就好比一个人刚睡醒时，大脑需要有几秒钟的时间恢复清醒。伴随着意识逐渐明朗，我们的祖先开始环顾四周，第一次，他们开始思考。
从 36 亿年的梦境醒来后，地球上的生命第一次开始思考问题。
我们所在的这个巨大的空间是什么？谁把我们放在了这里？头顶这个明亮的黄色光圈是什么？这个光圈晚上去了哪里？大海的尽头在何处？如果到达那里，会发生什么？为什么所有死去的人都消失了？他们去了哪儿？
我们提出了人类最伟大而神秘的问题——我们在那儿？我们渴望找到解决这一问题的办法。
当人类的意识变得更加清晰，我们逐渐总结出看似合理的答案。也许我们正站在一块漂浮的圆盘上，而一只巨大的海龟正驮着它。或许，夜晚在我们头顶上闪耀的那些微弱光点是来自巨大空间之外的一束光束，而那也是我们死后将去的地方。如果我们能找到巨大空间的天花板与地板的交接处，我们就能伸出头看看外面的世界，发现这片天地之外的种种精彩与神奇。
约 1 万年前，分散独立的人类部落开始走向融合，形成第一座人类城市。在更大的集体中，人们有机会与他人探讨这个奥秘，展开部落间、代际间的交流。随着学习方法的日益丰富和各种线索的不断累积，人们有了新的发现。
这个世界显然是一个球的形状，而不是个圆盘。也就是说，所谓的天花板，实际上是围绕在我们四周的更大的球面。我们身在一个球体之中，漂浮在这个球体外的其他物体不仅硕大无朋，与我们的距离也是完全超乎想象的。此外，还有一点事实令我们沮丧——
那就是，太阳并不是以我们为中心在旋转，是我们在绕着太阳旋转。
这是一个重大的发现，清晰明确，却令我们感到失望。我们为什么不是宇宙的中心？这说明什么？
我们在哪里？
我们所在的地球已经庞大到令人不安，如果它并不是宇宙的中心，那么我们生活的这个星球难道只是宇宙中一个毫无来由、偶尔存在的球体吗？这一切当真如此吗？
这令我们感到恐惧。
于是，情况变得更加复杂了。
如此一来，地球边缘那些光点就并非我们所想的那样，它们显然是其他星球，类似于我们的太阳。它们就像我们的太阳那样漂浮着。这同时也说明，我们并不是在地球的里面。不仅我们的星球不是宇宙的中心，就连我们的太阳都不过是宇宙中一个偶然存在的家伙而已，不是中心，而是被包围在虚无中。
这令我们感到恐惧。
看起来，我们的太阳是一片更庞大的事物中的一小部分。这个更庞大的事物是一片由数十亿个太阳组成的巨大而美丽的星云。万物皆在其中。
最终，我们得出了上图所示的结论。然而，后来我们又发现，真实的情况是下图这样：
一片黑暗。
随着工具和知识的进步，我们的视野更加开阔，更多的事物呈现在我们眼前。在敢冒风险解决"我们在哪里？"这个问题时，我们发现，我们居然是孤独的。我们身在孤岛中的孤岛，深埋在隔离层中，找不到其他可以交谈的生物。
这就是我们的宇宙。
人类产生至今只有 200 万年左右，与地球历史相比是十分短暂的，在最近 2 万年里，，我们成为了地球上第一个了解到宇宙的生物，而从那一刻起，集体的生存危机问题就一直萦绕在我们心中。
这并没有什么好责怪的。从对宇宙一无所知到发现宇宙的存在，要接受的信息量何其庞大。
我们中的大多数人都安于生活在错觉中，欺骗自己我们所在的地球会一直生机盎然和充满温暖。我们就像这个
新视野号名列首位，因为它刚刚大显身手。2006年，新视野号发射，开始了长达十年的冥王星之旅（2007年 飞越木星时借助其引力得到了大幅加速），最终于 2015年7月14日 抵达冥王星。它并未登陆冥王星，但飞得离它很近，首次向我们清晰展示了冥王星的庐山真面目：
接下来，新视野号将继续向柯伊伯带飞去，以发回彗星和矮行星的图片。你可以在此处追踪新视野号的位置。
尴尬的是，由于冥王星在新视野号发射时还属于行星，因此在冥王星降级之后的这些年里，大家都不敢与新视野号团队有眼神接触。虽然我很理解大家对于冥王星降级的伤感情绪，但事实上，冥王星可能应该庆幸自己竟然冒用了 76年 行星的名号，在此期间掩盖了大量柯伊伯带天体的身影，使得同级别的柯伊伯带矮行星阋神星一直寂寂无名，直到 2005年 才被发现。
2)好奇号（火星，NASA）
好奇号现在是一台非常著名的探测器。好奇号是一台汽车大小、可爱的自动登陆设备，2012年 降落在火星表面，目前正在一个大型陨坑中研究各种事情，而它的首要目标则是弄清楚火星上是否存在过生命。早前的两台火星探测器，机遇号和勇气号，带着为期 90 天的任务计划在 2004年 实现了登陆。这两台火星探测器都超期服役了很久，而且机遇号目前仍在运行。表现太优秀了。
另外还有许多环绕火星运行的探测器，但是好奇号才是重点。
在研究过程中，我看到了一段视频，它来自于一部叙述勇气号探测器从地球发射到火星表面全过程的影片，我认为这是有史以来最精彩的视频。但我后来又发现了这段讲述好奇号登陆火星的视频，竟然更精彩。
3)朱诺号（木星，NASA）
2011年，朱诺号离开地球，绕了一大圈后，在 2013年 又回到地球以获得重力助推（过程中它拍摄了一段月球环绕地球的精彩视频），目前正在前往木星，并将于 2016年7月 抵达。
一旦抵达之后，朱诺号将环绕木星运行，拍摄照片并利用传感器来探究所有氤氲云带下到底在发生着些什么。它将坠向木星自行销毁，而且有望在燃尽之前迅速拍下木星在大气层内的模样并将照片传回，以便人们能制作出虚拟现实视频，让你可以体验降落木星表面的过程。
4) 卡西尼号（土星，NASA / 欧洲航天局 / 意大利航天局合作项目）
1997年，卡西尼号发射前往土星，土星是太阳系唯一有芭蕾舞短裙般光环的行星。2004年，卡西尼号抵达土星，成为有史以来首个环绕该行星运行的探测器，并发回了一些让人惊叹的照片，例如这张：
还有这张：
这张靠近光环的照片：
这张太阳在土星背后的超精彩照片：
2005年，卡西尼号投下的惠更斯号登陆器降落在土星最大的卫星土卫六上。以下为惠更斯号拍摄的一张土卫六表面的实景照片（能看到像土星卫星这样遥远神秘天体的真实表面，感觉非常奇妙）：
5、6)旅行者 1号、2号（木星、土星、天王星、海王星，NASA）
这两颗旅行者号探测器发射于 1977年，是首批采集太阳系四个巨大带外行星图像的探测器。旅行者 2号目前仍是唯一探访过天王星和海王星的探测器，并分别拍下了以下这些神奇的照片：
旅行者号有一点特别棒，就是即使最初的任务已经过去很久了，但它们现在仍在向外飞行。它们现在都已经离地球非常遥远了，并且速度非常快。旅行者 1号在两者之中速度较快，其速度高达 38000 英里 / 小时（61000 公里 / 小时），这意味着它五分钟即可飞越大西洋，而且它是离地球最远的人造物体，目前离地球 131 天文单位。它也是首个飞出太阳系的人造物体。按照这个速度，旅行者 1号将在约 73000年 后抵达离太阳系最近的恒星比邻星（Proxima Centauri）。
旅行者号还有一点也特别棒，就是在发射前，卡尔 萨根（Carl Sagan）领导的一个 NASA 委员会在每个探测器上都搭载了一个时间胶囊，胶囊上面带有许多符号、声音、地球的图片（以及播放和观看的符号指南），因此这两个探测器哪天可以告诉外星生命我们在做什么。或许是浪费大家的时间，但谁知道呢。
7)罗塞塔号（彗星，欧洲航天局）
罗塞塔号（Rosetta）于 2004年 发射，2014年8月 抵达彗星 67P，并在数月之后成功在彗星上投下了菲莱号（Philae）小型登陆器，引起广泛关注。探测结果表明彗星 67P 差不多就是一块大岩石（长 2.7 英里 /4.3 公里），但罗塞塔号拍摄的照片非常精彩：
8)黎明号（灶神星和谷神星，NASA）
黎明号很难相信自己会上榜。我让它上榜的原因是因为我不确定人们是否知道小行星带中存在大小几乎与行星相当的巨大天体。小行星带是数百万小行星组成的环状区域，包含 750000 多颗直径 1 公里以上的小行星，位于火星和木星轨道之间（切勿与环绕外太阳系、远大于小行星带的柯伊伯带混淆）。在小行星带众多小行星中，谷神星是一颗矮行星，直径为月球 27%、质量占小行星带总质量三分之一，而灶神星则是该小行星带中的第二大天体，仅次于谷神星，是夜空中最明亮的小行星带天体。过去我并没有真的觉得谷神星和灶神星有什么。总之，黎明号2007年 发射，2011年 环绕灶神星运行了 9 个月，随后前往谷神星，并于 2015年3月 抵达（因此成为首个环绕过两个不同天体的探测器）。
太空中还有其他少数探测器。例如，信使号，该探测器环绕水星运行了七年，最后于 2015年4月 自行撞击水星结束使命；拂晓号，这颗日本探测器本来预计于 2010年 开始环绕金星，但尝试失败，今年将再次进行尝试；许多波澜不惊环绕月球运行的探测器，包括中国的嫦娥 3号，该探测器在月球上投下了 1976年 以来的首颗登陆器；以及其他一系列观测太阳的探测器。以下是过去和现在所有探测器的详细清单，以及各国探测器总数的形象化示意图（点击图片可放大）：
观察了解手段 2：望远镜
17 世纪早期就已经出现了望远镜，接下来的 400年，随着其功能越来越强大，它们成为了人们阅读《我们在哪里？》的首要手段。
但是地基望远镜后来还是遇到了观测能力的极限，无论它有多么先进。你知道，透过玻璃杯中的水看灯，灯是多么扭曲奇怪吧？这就是星星一闪一闪的真正原因，只不过我们不是透过水，而是透过地球大气在观察。大气对光线的扭曲没有水那么厉害，但恒星和星系在天空中只是微小的光点，因此任何程度的模糊都会是巨大的问题，这就好像从游泳池水底往上看，想观察天上飞翔的鸟群一样。
20 世纪 60年 代，人类拥有了将望远镜发射到太空的能力，在太空中，望远镜可以向我们展示完全清晰的恒星图像，这是有史以来的首次。1990年，NASA 发射了首个牛哄哄的太空望远镜——哈勃。
哈勃太空望远镜重 13 吨，长度相当于一辆校车，其直径 7.9 英尺（2.4 米）的主镜非常精确，足以将激光束投射到 200 英里外的一毛硬币之上，观察能力也非常强大，可以从波士顿看到东京的一对萤火虫（如果地球是平的）。哈勃望远镜位于地球上空 340 英里的轨道上，在那里没有任何大气或光污染，正如 NASA 所言，处于"终极顶峰"之上。这一切赋予了哈勃望远镜前所未有的宇宙视野，让它在最近 25年 内不断发回极其震撼的观测照片，这些照片带给人梦幻般的感觉。例如，这个壮丽的星系：
或者，这两个正处于缓慢融合进程中的星系：
或者这个无比巨大的"创造之柱"（Pillars of Creation）（左侧的柱子非常庞大，从顶端到底部的距离是四光年，也就是说，如果你坐飞机从下往上飞行，需要450 万年才能到达顶端）：
或者在哈勃望远镜将主镜对准方框内的天空时（下图通过与月球的对比显示矩形的大小），似乎空无一物：
你将发现成千上万的星系：
哈勃望远镜和其他太空望远镜观测到的图像展现了与我们在哪里、我们如何来到这里这两大问题有关的全新信息世界，从暗能量到宇宙的起源、年龄与大小，到与地球相似、可能也拥有生命的行星的数量，在各方面不断扩展着我们的认识。
40 多年来，支持地球产业以及持续观察了解这两大目标始终是我们与太空关系的全部。
由于这两大目标都最适合用无人太空旅行器来完成，因此人类与太空的故事最近阶段的主角都是太空探测器，而人类的戏份都发生地球上或者离地球很近的地方，只是用操纵装置进行控制而已。
自阿波罗 17号1972年 返回地球以来，人类需要上太空的唯一原因就是，有时我们才需要送人上太空，完成机器无法胜任的某些任务。在进入过太空的 550 人之中，400 多人都是在后太空竞赛时代进入太空。但自从阿波罗计划以来，上太空的原因都非常实际，科学家和技术人员上太空就是为了完成某些工作。因此，近 40年 来，每次载人航天任务都在紧贴地球薄薄的一圈太空——近地轨道中进行。
国际空间站
现在，每次载人航天任务的目标几乎都是到国际空间站（ISS）接送宇航员。
国际空间站是 16 个国家参与的合作项目，始于 1998年，建设了十年。空间站在近地轨道底层环绕地球运行，高度在 205 到 255 英里（330 到 410 公里）之间，约等于冰岛的宽度，空间站离地面如此之近，因此在夜晚用肉眼就能轻松看到。空间站比人们印象中要大，其重量相当于 320 辆汽车，长度相当于一个美式橄榄球场：
宇航员在国际空间站到底做些什么？蓝色部分
开始写这篇博文时，我发现自己并不真正了解设立国际空间站的目的或者宇航员在其中做些什么。每次我观看空间站内部状况的视频时，印象都是某个成年人漂在空中玩耍。
幸好还有国际空间站大会这样的东西，正巧上个月就在波士顿召开。于是我就去了。大会由美国空间科学发展中心（CASIS）主办，该机构负责管理美国在国际空间站中的工作。我在大会了解到以下几点：
国际空间站是一个科学实验室。它跟其他实验室没什么区别，只是飞翔在太空而已，因此它是一个可以在零重力状态下进行测试的实验室（实际上并非零重力，而是微重力，关于这一点，我将在本文稍后进行解释）。
大多数国际空间站实验都有一个共同点，那就是为了获得理想的重力条件，但除此之外，它们还有各种各样的目的，从了解表现为宇航员骨骼萎缩的骨质疏松症（因为他们不需要对抗重力），到测试设备如何承受太空环境，到分析流体在没有其他任何外力影响下的表现以及相互作用，到利用重力变化诱导细菌显现是哪些基因使其对特定药物免疫等等，不一而足。
国际空间站的宇航员一周的时间安排都非常紧张有序。总的说来，他们不是在睡觉（8.5 小时）、吃饭（早餐 / 晚餐 1.5 小时，午餐 1 小时）、锻炼（强制规定每天 2.5 小时），就是在做实验（每天 9 小时），我拿到的这张照片就是目前国际空间站三位宇航员的时间安排表。周末会放假，但可能也不会太有趣，你只能一直飘来飘去，看着窗外。
并非只有我非常想去国际空间站玩，因此 NASA 挑选人员进入国际空间站的过程极具竞争性。成千上万人申请，只有 100 人入选最终面试和体检，而最后只有一两个人能获得通过。极少数情况下，私营企业或个人可以花钱进入空间站待上几天，但费用约为 6000 万美元。
如果你想更加了解在国际空间站生活的感觉，请观看一位飘浮宇航员的国际空间站导览视频。
到目前为止，共有 15 个国家的 216 人上过国际空间站：
如何将东西送上太空
我们已经大致了解了太空中的情况，但是要如何才能让东西 上太空？你是否问过自己，GPS 卫星这样的东西最初是如何上天的？答案就是，共有九个国家具备将物体发送到轨道的能力：俄罗斯、美国、法国、日本、中国、印度、以色列、伊朗以及朝鲜，另外还有一个非国家性组织——欧洲航天局。如果一颗卫星能进入太空，那是因为有人付费给以上十大实体中的某个实体，让其在巨大、昂贵的火箭顶部携带卫星升空（或者因为国家为了自身用途而发射卫星上天）。
至于送人上太空，有史以来只有三个国家完成过——俄罗斯、美国以及中国（在太空领域发展迅猛的后起之秀）。自 60年 代以来，俄罗斯利用联盟号飞船将人送到太空，美国继 1972年 完成阿波罗计划之后，在 1981年 利用航天飞机计划恢复了送人进入轨道的能力。
接下来的 30 多年里，美国总共向近地轨道发射了 135 架航天飞机，其中成功了 133 次。两次意外事故是美国历史上非常惨痛的回忆——1986年 的挑战者号以及 2003年 的哥伦比亚号。
2011年 航天飞机计划结束。现在，只有两个国家能将人送入轨道——俄罗斯和中国。由于自身没有能力，美国，这个曾经在全世界面前成功将人送上月球的国家，现在不得不看俄罗斯的脸色，利用俄罗斯的火箭送宇航员进入太空。
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我们应该如何看待人类与太空的故事？这个故事有点奇怪。1970年，这个故事是这个样子：
按照推测，故事应该这样发展：
但到了 2015年，结果故事是这样发展的：
当我审视今天人类与太空的故事的发展状况，还是会觉得难以置信。仅在苏联发射首个人造物体进入轨道 58年 之后，我们现在就拥有了大量环绕地球运行的高科技设备，在观测和通信方面获得了神奇的能力。而且还有一系列探测器，它们的足迹遍布太阳系，不断向我们发回它们的发现。巨大的太空望远镜高悬在地球上空，向我们展示可观测宇宙的真实面貌。我们头顶 250 英里之上是一个橄榄球场大小的科学实验室，宇航员在里面工作。
我说的这一切都非常棒。
要是人类与太空的故事真是这个样子——
——那么我会对我们目前在宇宙大环境中的表现赞不绝口。
但不幸的是，60年 代来了。因此后来它发展成了这样：
好的魔术表演应遵循一个简单的准则——渐入佳境。如果你无法调动审美疲劳度不断上升的观众，那么他们很快就会舍你而去。
在部分领域，人类与太空的故事这场魔术表演持续稳步升温。例如，在寻求知识与了解的过程中，我们不断超越自我，每隔十年，我们对宇宙的认识都得到了显著的加深。人类的探索精神经久不衰，并且自阿波罗计划以来，在太空领域日益发扬光大。
然而，虽然我们对探索很着迷，就像我们渴望了解《我们在哪里？》一书中隐藏的所有秘密一样，但对于获得真正的激励和鼓舞、激发肾上腺素而言，探索无法与冒险相提并论。探测器和望远镜可以让我们大开眼界，激发我们的好奇心，但是没有什么能像看到自己物种进入人类从未到达的领地一样触发我们的内在野性。在这个领域，过去四十年让我们感到空无一物。看惯了人类登月之后，后来穿梭国际空间站的载人航天任务，正如罗斯 安德森所说："感觉就像看到哥伦布在家门口的地中海航行。"
正因为如此，在当今的世界，人类与太空的故事已经淡出了我们的关注焦点。这个本应让我们感动得五体投地的主题结果变成了枯燥的杂耍。如果你问 10 个自己认识的、受过良好教育的人，太阳系探测器、国际空间站、NASA 或者 SpaceX 都在做些什么，大多数可能都无法告诉你多少东西。有些人甚至不知道人类上过太空。人们之所以不知道，是因为不关心。由于后来每况愈下的表现，人类与太空的故事让人感觉很失望。看看现在我们周围的世界，人们很容易根据直觉预测太空故事未来的发展将继续像今天这样得过且过：
许多人并不认为这是一件坏事。他们会问："地球上的问题这么多，我们为什么还要花那么多钱把人送到遥远的太空？"马萨诸塞州议员巴尼 弗兰克三十年来都在美国预算决策方面扮演关键角色，对于宏伟的载人航天计划，他认为"充其量只是一种国家不宜涉入的奢侈行为"、"完全、彻头彻尾的金钱浪费"以及"纯属无用之功"。自太空竞赛结束以来，NASA 预算的大幅削减，这就说明弗兰克并不是唯一持这种看法的美国政治人物。
关于第一次评估，弗兰克非常理性，毕竟，面对医疗、国家安全、教育、贫穷等诸多问题，我们是否真的要为"冒险预算"腾出空间？因此，上图中人类与太空未来的发展趋势极有可能延续目前的方向。
最近几个月，我几乎不停地阅读、讨论和思考这个故事未来可能的发展状况，现在我对于未来的预测已经有了巨大改观。
我认为我们都在等待一个巨大的惊喜。
第二部分：马斯克的任务
与大家一样，埃隆 马斯克也有一些人生目标。与大家不太一样的是，他的目标中有一项是将 100 万个人送到火星上去。
最近几个月，在我向朋友说明这一系列博文在探讨什么的过程中，只要我提到这件与火星有关的事情，总会遇到一种截然不同的情形。他们的反应从"什么——"，到"太糟糕了，听你说之前，我一直都觉得埃隆 马斯克非常了不起，都不知道他原来是一个古怪愚蠢的亿万富翁"，到"我可以笑吗，蒂姆你没开玩笑吧，他会生气吧？"，什么都有。
就是没见过这样的反应："太酷了，非常有意义。"
现在我明白了——但直到最近我一样也是这么想的。通常，带有火星这个词的语句都是关于某种深奥的天文学知识或者某个枯燥的科幻故事。而殖民这个词通常都是出现在与历史有关的语句中。这两个词不大可能在现实中出现在一起。
为了解释为什么马斯克想要送一百万人上火星，我先说说银河系另一边某类地行星上生活的两个外星人——Zurple 和 Quignee：
Zurple 和 Quignee 所在的行星 Uvuvuwu 形成比地球晚 12 亿年，但是因为 Uvuvuwu 上简单单细胞生物进化到复杂单细胞生物只用了 3 亿年（地球上用了 16 亿年），因此 Uvuvuwu 上的生命已经后来居上，在 1100 万年前就进入了人类程度的智慧阶段。今天，Uvuvuwu 上的生命远比我们在地球上能想象的任何东西先进。
Zurple 和 Quignee 自从 240 万年前读研究生认识起就一直是朋友，他们最喜欢的一项活动就是观察银河系中的新兴智慧生命，并且打赌这些生命是否将会灭绝或者"通关"（凭借我们无法理解的先进技术，他们有办法实时观察到所有行星）。
最近， Zurple 和 Quignee 迷上了行星 143-Snoogie（他们为地球取的名字）上发生的事情。他们对 143-Snoogie 的兴趣始自约 350000年 前，当时 Zurple 从 IntelligenceWatch 应用程序上得到了一条警示：
143-Snoogie 上的生命已经进入了胎儿智慧阶段。
当时他在和 Quignee 吃午餐，当他提起这条警示时，Quignee 说道："我用 1 赔 2 的赔率赌他们会灭绝。"于是 Zurple 立刻握手成交。为什么不赌？找一些物种来追踪和支持总是很好玩的。
但最近，从约 100年 前开始，这两个外星人一直在密切关注 143-Snoogie 上的生命形式，而现在，地球上发生的事情深深地吸引了他们。
为了找出原因，让我们想想他们的赌局，想想什么会导致他们中的一个人赢得赌局。Quignee 希望人类灭绝。这很糟糕。Zurple 则希望人类能够"通关"，不管这意味着什么。稍后我们将回来继续这个话题。
他们可能在关注的就是整个 143-Snoogie 生命史中灭绝事件的模式。我们也来看一看吧。
宇宙中的恐怖事件
物种灭绝有点像人类死亡，缓慢而又稳定。但是对于物种来说，大灭绝事件就像人类的战争或者大规模流行病，一次异常事件就能消灭大量人口。人类从未经历过大灭绝事件，如果一旦发生，很有可能会导致人类灭绝，这要么是因为事件本身导致人类灭绝（例如与足够大的小行星产生碰撞），要么是因为事件的影响导致灭绝（例如某件事严重破坏食物供应或者大幅改变温度或大气构成）。下面的灭绝图显示了历年来的动物灭绝情况（以海洋生物灭绝为指标）。我标出了五次重大灭绝事件，以及每次事件中损失物种的总百分比（此图未包括许多人认为由人类影响导致的、正在形成、正在发生的新一轮大灭绝）：
许多原因都可以导致自然发生的灭绝事件。宇宙是一个充满暴力和敌意的地方，我们是一群在精确条件下形成的微妙平衡之中生活的脆弱生物。现在我们还存在，那是因为宇宙目前允许我们存在。以下是一些可能会导致我们灭绝的事件：
附近出现超新星。超新星是宇宙中规模最大的爆炸，会在巨星死亡时发生。如果在距离我们 30 光年之内的地方出现超新星，这种事情大概每 2.5 亿年会发生一次，可能就会要了我们的命。
伽马射线爆发。伽马射线爆发是宇宙中亮度最高的物理现象。如果大质量恒星内核聚合成越来越重的元素，直到最终无法继续聚合，恒星就会坍塌成黑洞，产生极其狂暴的双向爆发，从而在几秒内释放出相当于太阳在 100 亿年生命期中所释放能量总和的巨大能量，这就是所谓的伽马射线爆发。伽马射线爆发比超新星要罕见得多，每个星系一百万年只会发生几次，但是与超新星（在像银河系这样的星系一个世纪大概会发生两次）不同的是，伽马射线爆发从很远很远的地方就能严重摧毁我们的生活，无论在银河系的任何地方，只要发生时方向正好对着我们。据推测，上图五次大灭绝中的第一次可能就是由伽马射线爆发所导致。
太阳超级耀斑。太阳耀斑随时都在发生，只是地球磁场一般会替我们挡掉（因此产生了北极光），但是我们观察到在其他类太阳恒星上，偶尔会发生强度超过普通太阳耀斑数百万倍的超级耀斑。如果我们的太阳发生超级耀斑，会非常可怕。既然说到地球磁场——
地球磁场反转。只要地球磁场想要得到关注，这种事情随时都可能会发生，平均而言，大概每 50 万年会发生一次。反转本身并不是问题，但问题是转移过程非常危险。如果磁场处于反转过程中，那么在 100 到 1000年 的时期内，磁场会减弱到只有正常强度的 5%左右。由于我们需要磁场提供保护，因此这可能给生命带来毁灭性打击。科学家说明了磁场反转与大灭绝之间存在关联。
流氓黑洞。偶尔，这种奇怪的东西会不请自来地光临太阳系并带来浩劫。即使流氓黑洞不经过地球附近，只要在 10 亿英里远的地方出现，就会将地球拉入一个极其椭圆的轨道，导致我们的夏季温度升高到约 150 华氏度（65 摄氏度），冬季温度下降到约-50 华氏度（-45 摄氏度）。这可不行。
外星人的破坏。我引用已故物理学家杰拉德 奥尼尔（Gerard O'Neill）的话来概括："先进的西方文明曾经对其接触到的所有原始文明造成了破坏性影响，即使过程中人们想尽一切办法来保护捍卫原始文明。我找不到任何理由来证明同样的事情不会发生在人类身上。"
全球性流行病。如果全球性流行病爆发，但没有出现好莱坞大片式的皆大欢喜结局。
小行星。呃。在这个要点中说不完，因此下面提供了一段蓝色背景的说明：
小行星撞击很可怕（蓝色部分）
太阳系中到处都有小行星和彗星，大小从卵石到矮行星不等，但大部分都在三个地方： 1) 火星与木星轨道之间的小行星带（本可以自己聚结成行星，但由于附近木星重力能量的影响而无法实现），2) 海王星轨道之外、规模大得多的柯伊伯带，3) 规模远远大于前者的奥尔特云，这是包围太阳系的物体所组成的一个巨大云团。
天体大小快速入门：如果太阳系是一分的硬币（直径=2 厘米），海王星是环绕硬币边缘运行的一个小点（地球轨道太小，因此看起来就像中心一个微小的点），那么小行星带就是用削尖的铅笔在硬币中心画出的一个细小的圆圈，直径仅约 2 毫米。柯伊伯带是硬币外侧很平的一个圆圈（像土星光环），粗细大概就像你用指尖画出来那样。奥尔特云并不像以上两者一样属于碟形，而是球形，从距离硬币 30 厘米（1 英尺）开始向各个方向伸展，一直向外延伸到 30米（100 英尺）的地方，因此略大于地球号飞船。我们在这里，但最近的恒星也离硬币 90 米（295 英尺），略小于硬币到奥尔特云外侧距离的三倍。因此，如果太阳系硬币在橄榄球场一端的球门区，那么最近的恒星也在另一端的球门区，运动速度最快的人造物体旅行者 1号已经离开我们 38年 了，但也仅从硬币飞出了 4 厘米，即使这样，也是有史以来跑得最远的人造物体。我得打住，回到博文，但这很难，因为我很想在这段多说点。
无论如何，还是继续讲小行星吧。
我们可能会被偏离正常轨道的小行星或者彗星撞击（本文接下来用"小行星"代指这两种天体），它们偏离轨道是因为受到碰撞或者某种重力摄动（可能由木星或者经过的恒星所导致）。
小行星不需要太大，便可毁灭一切。1908年，一个直径 60 米的小型小行星在西伯利亚上空 3 到 6 英里（5 到 10 公里）处爆炸。即使从那么高的地方，它还是荡平了 8000 万颗树。如果它坠落到地球，爆炸能量将会超过 1000 颗广岛原子弹。直径仅半英里（0.8 公里）的小行星就能让大量灰尘飞到空中，足以让地球温度在许多年间大幅下降，而这会带来各种严重影响。1989年，一颗这样大小的小行星从六小时前地球所处的位置穿过地球轨道。如果小行星体积更大，撞击会产生怎样的影响？只需要记住，每个这样的小行星都会在木星产生大小约相当于地球的撞击痕迹：
导致恐龙灭绝的著名小行星直径约为 6 英里（10 公里）。如果我们被这样的小行星撞击，首先会遭受到一波炽热的热浪，这种热浪在撞击点附近温度比太阳表面温度高十倍，它以 100 倍于子弹的速度从天而降，猛烈压缩下面的空气。然后几乎在一瞬间，震波会向外传播，荡平数百英里范围内所有方向上的一切东西。此时，凭借超过10 亿颗广岛原子弹的能量，爆炸将把一千立方公里的岩石从小行星和撞击点抛向天空，在那片区域中每个人面前竖起一堵高耸入云的黑墙。当这些岩石通过大气层落下时，会变成成千上万颗巨大的火球，使得地球上到处的城市和森林都陷入火海。很快，整个地球会烧得滚烫，一连串地震将会爆发，到处都会有火山喷发，不可思议的巨大海啸将会冲击每段海岸。随之而来的将是全球各地尘雾四起，可能会遮挡太阳数月甚至数年，使得地球温度大幅下降，而且气候 1000 多年都不会恢复到现在的样子。
所有这一切都源自一次撞击，而且如果地球如同一栋三层楼房般大小，则撞击物的大小只相当于一颗豌豆。
地球本身不会因为撞击而受到太大的影响，但地球表面的状况会受到巨大的影响，因为地表状况无比脆弱。这段压抑的视频演示了我刚才所说的过程。
格外恐怖的是小行星在太空中几乎看不见，很难探测。航天机构和业余天文爱好者都在太空中追踪一些存在潜在威胁的小行星，但许多情况下，在小行星从天而降之前，我们不会知道它在向地球逼近。
因此，即使看起来我们像是住在宁静宇宙中一个安全的小星球之上，但实际上更像是在一片眼下还算安静平和的森林之中，偶尔树林中会跳出一只可怕的嗜血猛兽，对大量生命进行蹂躏，将其消灭。上面的大灭绝事件图告诉了我们过去五段恐怖的历史，在那些时期，我们宁静的地球已经成为为当时生活着的所有生命制造噩梦的环境。并且它还会再次发生——就在这里，就在你坐的地方。唯一的问题是什么时间发生。
我们完整地来看一下 6 亿年来动物和大灭绝事件的历史：
看着时间轴，我们可以发现，虽然未来肯定隐藏着可怕的事情，但疑似发生点的时间尺度非常大，因此在不久的将来发生危及人类生存的自然灾难的概率很低。会有多低呢？
为了弄清楚这个问题，我们可以根据历史推测，未来 5000 万年内很有可能会发生一次大灭绝事件，这意味着未来 1000年 内发生一次大灭绝事件的概率大约是五万分之一。如果把时间尺度缩小一下，这可以比作一个人在地上画了一个叉，然后告诉你下一个月内某个时间闪电很有可能会劈到这个地方。一个月的五万分之一约等于一分钟，因此下一分钟闪电劈中这个地方的概率与未来 1000年 内地球上发生一次大灭绝事件的概率相同。也就是说，未来 1000年 待在地球上的安全性在感觉上就如同在知道闪电这一个月内某个时间会劈中这个地方的情况下，下一分钟还是就站在这里。
如果说在这个闪电的比方中，1000年 相当于 1 分钟，那么人的寿命大概就是 5 秒钟。那么问题就变成，你在这个地方站 5 秒钟是什么感觉？在这个地方待多长时间我都不会特别害怕，那 5 秒钟可能会有一点紧张，但我也知道自己基本上不会有什么事。这大概就是面对危及人类生存的自然灾难时，我们有生之年生活在地球上的感觉。
无论你只是考虑自己的生命，还是考虑到未来十代子孙的生命，待在地球上都没有什么问题。
但如果把人类作为一个物种来看待，你就必须换个角度来思考。如果人类要作为一个物种永远待在地球，就相当于一个人计划要在画叉的这个地方站上好多个月。由于上面的灭绝图告诉我们，闪电每两个月就会劈中这个地方一次，那么这可不是一个好的长期计划，对吧？也许技术能让我们被闪电当头劈上几次也没事，但这种经历仍然会很不愉快，而且每次闪电都有把我们从地球上抹去可能性。
我们换一种方式来看看吧。我们想象地球是一个硬盘，上面的所有物种，包括我们自己，都是硬盘上一份份装满数万亿行数据的微软 Excel 文档。使用缩小的时间尺度，那么 5000 万年=1 个月，于是我们得出以下几点：
现在，时间是 2015年8月
硬盘（即地球）诞生于 7.5年 前，也就是 2008年 初
一年前，2014年8月，硬盘加载了 Excel 文档（即动物起源）。从那时起，新的 Excel 文档不断创建，而一些旧的文档则发出错误信息并且无法打开（即灭绝）。
2014年8月 以来，硬盘已经崩溃了五次（即灭绝事件）：2014年11月、2014年12月、2015年3月、2015年4月、2015年7月。硬盘每次崩溃后，都会在几个小时后重启，但重启后大约 70%的 Excel 文档都消失了。2015年3月 的那次崩溃除外，因为那次 95%的文档都消失了。
现在是 2015年8月 中旬，而智人 Excel 文档约创建于两小时前。
现在问题就是，如果你有一块硬盘，上面有一个特别重要的 Excel 文档，而且你知道这块硬盘几乎确定每一两个月就会崩溃一次，而最后一次崩溃就发生在五周前，那么你接下来显然要做什么？
你会把文档复制到另一块硬盘上。
这就是埃隆 马斯克想送一百万人上火星的原因。
为什么是一百万人？因为根据马斯克的粗略估算，这是创造一个完全自我维持的人类群体所需的最少人口数量。在这里，自我维持的定义非常简单，它意味着如果地球消失了，火星上的人类仍将有能力生存并且繁荣发展。他们什么事都不需要依靠地球。需要采矿？火星上的人类需要知道如何建造矿井的人才和采矿的矿工。需要建设新的医院？需要发射火箭修理出故障的互联网卫星？需要扩大农业生产来处理食物短缺问题？需要应急措施来应对战争爆发？火星上的人类需要自己解决所有以上问题。马斯克认为一万人或者十万人不够，但一百万人应该足够。
让人类以自我维持的方式在多个行星上生存，这种概念通常被称为"行星冗余"。马斯克称之为物种人寿保险。我称之为硬盘备份。
当然，火星这块硬盘并不比地球这块硬盘更可靠。它也容易遭受地球上发生的大多数灾难，它也会每一两个月就崩溃一次。但大多数情况下，两块硬盘不会同时崩溃。如果一块发生了非常严重的崩溃，而且上面的 Excel 文档丢失了，那么另一块硬盘仍然存在，很可能还有足够的时间安排一次新的备份。
现在你已经把珍贵的 Excel 文档保存在两块硬盘上。你的感觉会好很多。但如果这份文档对你足够重要，你可能还不会满足于只保存在两块硬盘上。你会希望将它复制到更多硬盘上。但我们还有哪些选项？不妨来看看蓝色背景中的说明：
哪些行星适合人类生存？
我们来逐一检视一下。
水星
很不幸，水星是离太阳最近的行星，它就好像是坐在一个重达 450 磅、冲动好斗的壮汉旁边。如果你在水星上，白天将会处于 800 华氏度（430 摄氏度）的气温之中，在如此高的温度下，如果你放一块铅在地上，它就会熔化成液体。水星上几乎没有大气，因此在你要烧死的过程中，你会处于近乎真空的环境中，这会导致你肺中的空气迅速被抽干，皮肤中的水分开始蒸发。缺少大气还意味着，太阳辐射会对你造成严重的伤害（太阳在天空中看起来比地球上看起来大 2.5 倍）。好的一点是，水星重力仅为地球的 38%，因此你在立即死去的过程中可以傻乎乎地跳来跳去。这时候，你会非常迫切地期待夜晚来临，但你会很失望地得知水星昼夜周期竟然长达 58 个地球日。
一个月后，当夜晚终于来临时，你会无比沮丧地发现温度低达-280 华氏度（-170 摄氏度），比地球有史以来有记载的最低温度（南极沃斯托克站）还要低 152 华氏度。这是因为没有大气来保存太阳的热量或者将热量分散到行星上的每个地方。而且你仍然很不舒服地待在真空里。你不得不一个月都处于要冻死的环境之中，然后在日出后，又再次进入要烧死的境地。
在水星上你最好的办法就是待在极点附近，在那里，虽然极度寒冷而且常年黑暗，但至少有冰，因此可以获得水分。理论上，可以在那附近建造人类基地，但意义不大。
我向马斯克问起水星时，他称之为"地狱"，这段对话也随之戛然而止。
金星
与金星相比，水星可谓小巫见大巫，在水星上生活简直就像坐在夏威夷海滩上吃烤虾。
与金星上完全相反的状况相比，真空竟然显得可爱了，因为金星的大气密度高得令人难以置信。以下开始金星之旅：
首先，大气 96%为二氧化碳，不可呼吸。
其次，在金星气压是地球表面气压的 90 多倍，瞬间就能将你压扁的时候，谁会去关心空气是否可以呼吸呢。这个气压与海面下 1 公里深处的感觉相同，但这个深度比潜水器潜水深度纪录深三倍。如果你还能站起来，由于空气阻力太大，你抬胳膊时会感觉就像在水中。
第三，在知道温度高达870 华氏度（465 摄氏度）时，谁还会去关心前两条呢。想象一下，将烤箱烧到炽热得能熔化铅的温度，还得再加热 138 度，才到达整个金星的温度。在夜晚（也得要等一段时间——金星上一天比一年还要长），金星的温度与白天完全一样，因为浓密的大气将热量保存在里面。
白天，在橘红色云层的笼罩下，你在体验上述一切时只能照射到暗淡的光线。太阳看起来只是天空中一块朦胧、偏亮、偏黄的区域。夜晚，你会生活在星光全无的黑暗之中，同时又在一个咝咝作响的熔炉里被不断压扁。至少那里不会有任何虫子。
由于存在上述那么多恶劣条件，因此我超级佩服苏联探测器金星 13号投下的那个非常厉害的登陆器，它于 1982年 径直降落在金星表面，并竭力存活了 127 分钟，这段时间已经足以拍下以下两张照片，也是我们仅有的两张金星表面照片：
金星表面不存在风的问题，在那里你只会感觉到极其轻柔的微风，但如果你通过大气层上升，情况会迅速改变。金星的上层大气是一种新的地狱，风速为地球最强飓风两倍的大风不断地吹，硫酸液滴（与通下水道的强酸相同）到处都是，高速扑面而来。典型的金星环境。
然而奇怪的是，如果你直接上升到金星痛苦大气层的顶部，就会惊喜地获得舒适宜人的环境。金星云层顶部的温度和压力正巧与地球上相似，因为氧气和氮气都会在金星浓密的大气中上升（就像氢气在地球上一样），该层中的空气可能实际上接近于可以呼吸的水平。这让一些科学家开始认真探讨人类如何移民金星高层大气，建造"漂浮在金星大气层中约五十公里高处的城市"。
我向马斯克问起金星时，很惊讶地听到他认真地提出，"通过极其艰苦的努力"，这颗行星可以变得适合人类居住。他表示，很久以后，凭借足够先进的技术，人类可以有办法把金星的大部分大气清除掉，并且可能使其成为遥远未来的一个移民去处。
火星
如果火星是地球上的一个地方，那么永远没有人想去。但探讨移民地外行星时，所有行星都是噩梦，唯有移民火星的前景听起来特别靠谱。
火星基本上就是一个更加寒冷的南极洲，看起来像亚利桑那州的沙漠，空气无法呼吸，如果长期间暴露在阳光下，辐射会致人死亡。火星上任何地方的宜居性都远低于地球最不宜居的地方。但其条件足以让你凭借一个人造"居住舱"，一个小的温室菜园，以及一套足够好的太空服，就能真正在火星上存活下来。火星上甚至还有水，并且非常多，就封存在火星两极，而且如果你在一年之中合适的时间在这个行星上合适的地点，还能享受到70 华氏度（21 摄氏度）的美好天气。或者，至少在你透过居住舱窗口向外看时，会知道外面还不错。
一个火星日（太阳日）约为 24.5 小时，非常适合人类和植物。重力为地球的 38%，你的生理功能大体上可以正常运转。你会获得一些有趣的低重力特殊技能，例如在 15 英尺高的篮筐上灌篮，或者早晨从公寓二楼窗口直接跳下来去上班（约 1/3 的重力意味着，从地球上 X 英尺高的窗台上跳下来的感觉等于在火星上从 3X 英尺高的窗台上跳下来的感觉）。
太阳系最酷的旅游景点也在火星上——太阳系最高山峰，奥林帕斯山（Olympus Mons）：
这座山可以覆盖亚利桑那州，让珠穆朗玛峰看起来像个小山丘：
更别说火星峡谷，它让地球上的大峡谷看起来像个小划痕：
我们稍后将会继续深入这个话题，但是理论上，凭借艰苦的努力和先进的技术，人类可以地球化火星，而且未来某个时间就会有一个比较舒适的行星可以居住，有树林和海洋，在室外也无需穿着太空服。
行星相对距离（深蓝部分）
我们接下来要前往的行星距离太阳要远得多，因此我们来对距离打个比方。为此，你可以将太阳系分成大致相等的三段，每段长约 10 亿英里，或者 10 天文单位（一个天文单位为太阳到地球的距离）：
第 1 段：太阳到土星
第 2 段：土星到天王星
第 3 段：天王星到海王星
因此，如果太阳系长度为 1 码，那么土星、天王星和海王星分别位于每英尺的末端。木星距离太阳 6 英寸（约 5 天文单位），正好平分第一段，而另四颗行星全都挤在第一英尺的前两英寸之中：
木星、土星、天王星、海王星
我希望之前脚踏实地的感觉你还喜欢，因为接下来的行星根本连地面都没有。下面将说明这四颗遥远的行星如何变得如此怪异：
46 亿年前，太空中存在着一团巨大的气体云，某种扰动触发了它的坍缩过程。宇宙中的物质非常清楚这意味着什么——这就是一场突发灾难，就是一场看谁吸纳到最多物质的疯狂竞赛。所有恒星和行星都会告诉你，关键在于先下手为强。如果你一开始就拥有最多的质量，就会更容易聚集更多质量，越变越大，进一步扩大优势。一旦领先优势确立，就很难追赶。
恒星才是最终的赢家，其他的都会变成只能干瞪眼的行星小跟班，得绕着恒星转上 100 亿年，直到最后恒星渐渐衰退，新的一轮游戏才会开始。
在我们太阳系，太阳胜出，吸纳了气体云所有物质的大约 99.8%。此时，争抢残渣的血战开始了。能获得足够多物质的至少会有幸成为行星。而失败者将会作为行星的小跟班——孤独的卫星，屈辱地渡过 100 亿年。
那些既没成恒星，又没成行星，甚或连卫星都成不了的倒霉蛋将注定成为小行星（太阳系的无家可归者）或者被吸入较大天体，从而彻底丧失身份。这是一个很残酷的世界。
在这场激烈的竞赛中，会发生一件很可笑的事情。有时有些物质经验不足，不知道太阳系形成的黄金法则——认输。水星、金星、地球和火星早早地看清了形势，明白太阳已经独霸天下，便缴械投降，弃暗投明。它们洗心革面，开始争当行星。
另一方面，这四颗气体巨星还在继续徒劳无功地吸纳气体，悲剧地想要反败为胜。一旦你这样做，结局就会很悲惨，只会成为怪异的"伪恒星"。木星的成分是氢和氦，和太阳一样，但与太阳不同的是，木星没有足够的质量来启动聚变，只能永远提醒大家它是争夺恒星名号的输家。
当然，这些气体巨星不会承认这一点。一旦无法成为恒星这个形势完全明朗，所有这四个输家都会迅速改口，假装自己一直都在争当行星。现在，它们被甩在恒星和正常行星之间的沉闷荒原，将作为没有地面的浮肿行星渡过漫长的 100 亿年。没有谁愿意成为没有地面的行星。
我们不确定木星这样的气体巨星内部在发生什么。如果你想前去弄清楚，随着强大的重力（地球重力的 2.5 倍）将你越拉越快，你会急速穿过外部的云层下坠。随着你不断下坠，周围会越来越黑，越来越热，压力会越来越大。最后，你会身处一片漆黑之中，温度将会超过太阳表面，而由于你头顶上存在大量大气，因此你周围的气体会被严重压缩，以至于你无法分辨那是气体还是液体（这被称为"超临界"状态）。由于氢受到如此强烈的压缩，因此电子会开始在原子间流动，从而形成导电金属氢的液态海洋。木星最内部是否为固体内核尚存在争议。
毫无争议的是人类永远都不会移民木星。也不会移民土星。同样不会移民天王星。更不会移民海王星。
人类可能会移民的是环绕木星和土星运行的大型冰封岩质卫星。但是这种卫星不可能暖和。我们或许可以移民到自己的卫星，但它只是一个温和版的水星环境——白天温度可以将水蒸发成气体，夜晚温度可以将氧气凝结成液体，并且没有阻挡太阳辐射的保护层。28 天的自转周期意味着植物需要连续忍受两周的黑暗，这可不容易。
我向马斯克问起火星之外具有移民潜力的地方时，他表示只要技术发展得足够先进，就还有一些可行的地方——几颗卫星，一些最大的小行星，如果你真想拼命，甚至可以选择水星和金星，但他最后说道："我的意思是，火星目前是最佳选择。"
在回到非蓝色的博文正文之前，我们现在能否承认生活在地球上有多么幸福？？能生活在室温天气、一个大气压、一个 g的重力、微风、丰沛的雨水、充足的液体海洋、阻挡太阳伤害的磁场和大气层、遍地食物以及可呼吸空气组成的理想环境中，是多么幸运。你需要一大堆不同的条件都得到精确满足，才能不穿太空服在室外散步。因此，我们大家来向地球赐予的奢侈生活致敬七分钟吧，反正以后我们永远都不会再去在意这回事了。
我们来复习一下。现在，我们已经确认：
备份人类硬盘是一件必须要在某个时间去做的重要事情——如果我们把所有鸡蛋都放在一个行星篮子里，那么就很容易遭到灭绝。
火星目前是备份人类硬盘的最佳地点。
但只要科技足够发达，我们还可能在太阳系的十个或者更多的卫星、小行星、行星上殖民，从而创建更多的备份。
另一个有意思的选项：科学家已经探讨过大量外形有趣的人造宇宙殖民地的构想。虽然现有构想都受到了我们目前想象力的限制，但我能预想未来会有一天，在未来的人类看来，居住在行星上显得非常原始，就像今天的我们看待史前人类居住在洞穴中一样。在过去几千年里，人类发明了"室内"这个概念，现在几乎所有人都觉得家就是在室内——或许在未来，巨大的人造宇宙殖民地里面有山，有河，有树林，居住着数百万人，这种殖民地将会相当于过去"室内"概念的发明，只是它适用于一个完整的世界。担心天气、地震以及被小行星撞击的想法就会像穴居人担心睡觉时被狼群攻击一样。或许。
无论哪种方法，只要能有数百万人生活在几个不同的天体或者宇宙殖民地上，Excel 文档就会相当安全，人类应该就能在宇宙中生存相当长、相当长的时间。
不利的一面
当然，所有这些硬盘仍然位于同一个太阳系内，如果文件备份都在同一所房子里，要是房子烧毁，那问题就大了。我们很不幸在使用一个注定要崩溃的硬盘，同样，我们也生活在一座某天必定会烧毁的房子里。太阳的生命已经过半。这是第二幕的剧本：
在吞噬掉地球之后，太阳会继续向外膨胀，一颗接一颗，使得我们的其他潜在家园都变得不再宜居。幸运的是，我们还有绿色时间窗，让我们有机会采取措施。马斯克指出，从地球开始形成到海洋蒸发、温度变得不再宜居、所有复杂生命灭绝，这整个进程目前大概走了 90%——"如果智慧生命只能剩下 10%的发展进程，那当初根本就没必要发展。"对于我们的进化来说，我们已经来到最后关头，到了千钧一发的时候——现在我们必须赶在被永远消灭之前，想办法冲出地球，并最终冲出太阳系。
在所有坏消息中，还是有一条好消息，那就是这里涉及到的时间尺度非常大。太阳的暴行在极长的时间内都不会实施，我假设如果我们在绿色时间窗结束之前取得成功，那么到那时我们的技术将让我们有能力 A) 根据需要移居到太阳系的安全地带，B) 成为多星系物种，散播到银河系其他适合生存的恒星系中，和 / 或 C) 建造宇宙殖民地，这种殖民地不需要恒星就可生成能量——利用核技术，或者更有可能是我们现在无法想象的先进技术。
因此，我们的任务清单内容如下：
1) 赶在某次事件将我们灭绝在地球上之前具备"地球灭绝防护能力"（通过多行星生存）。这将让我们有充分的时间执行下一项任务：
2) 赶在太阳摧毁太阳系之前具备"太阳系灭绝防护能力"。
对于第 1 条，的确，下一次大灭绝事件可能在任何时间发生，但如果我们利用未来几千年的时间来想办法冲出地球，我们就有机会在严重灾难发生之前对人类世界进行备份。
因此这看起来可以合理掌控，但现在还是先继续说说 Zurple 和 Quignee。如果我们距离任何恐怖事件的发生仍然有数千年，或是数百万年，那么为什么现在143-Snoogie 上发生的事情如此吸引他们？
人类的恐怖事件
为了突显成为多行星文明的意义到底有多重大，马斯克经常指出，拉开距离观察历史很能显现所有事件真正的重要性。距离拉得越远，事件的转折性就只有"更加重大"才能在更大的尺度上继续显现其重要意义。
你可以用现实世界来试一下这个拉开距离的游戏。从你坐的地方看过去，街道、房子和汽车都是比较明显的物体。但如果从飞机上看，它们都消失了，只有更大的事物，如城市、湖泊和山峰依旧明显。从国际空间站上看，只有大洲和大洋比较明显。从更远的地方看，就只有行星和恒星了。从更远更远的地方看，只有整个星系。
拉开距离观察生命历史时，也依然是这样的概念（本文中我们进行过一次）。从日常新闻的尺度上说，所谓"事件"可以是丑闻的最新发展、金融市场的动向、抢劫、抗议、体育活动、两位政治人物的会面。这些事件其实相当小，但日常新闻的"重要性过滤器"上的滤孔也不大。
如果我们从一年的时间跨度来看，就像从地面跃升到飞机上，我们的观察距离太远，就不再看得到每天的新闻事件，大多数此类事件都消失在背景之中。从这个距离只看得到每年最具影响力的事件，近距离时很难看清的事件主线开始更加清晰地显现出来——穷凶极恶的恐怖攻击、大选、风靡全球的新产品或服务。
如果从一个世纪来看，可能就像从国际空间站观察地球。一个世纪的大事件就像从飞机上无法窥其全貌的大洲和大洋——大规模的文化或政治变迁、战争与其他大型悲剧及其带来的变化、开创性的科学突破、改变世界的科技进展。
如果我们继续拉开距离，从几千年来看，更大的事件主线就会显现出来——帝国的兴衰、世界性宗教的走向、科学认识的更新或者技术上的进步、影响世界数百年的重大现象，如帝国主义时代、工业革命、单一民族国家的诞生。
如果距离拉开到从 10 万年来看，我们就只能看到我们物种的事件主线。我们会看到大规模移民、语言文字和农业的发展、工业化世界的最终诞生。
然而，即使在这个史诗级的尺度上，我们的观察距离还是太近，无法看清生命的整体发展脉络。生命历史的发展远慢于人类历史。
即使后退到从 1000 万年来看，我们也只能看到生命层面的演进轨迹。在我们自己的进化路线上，我们能看到类人猿的日益多样化，人类与黑猩猩部落的分离以及人属的进化，而这最终促成了人类的产生。但在这 1000 万年的时间跨度里，生命史的其他章节基本也是大同小异的内容——没什么重大转折，大多都只是现有生物体系的微调而已。
如果通过 5 亿年的镜头来看，我们就能看到动物的宏大故事。随着鱼、昆虫、爬行动物、哺乳动物的依次出现，以及恐龙的兴衰，动物的复杂性不断增加。此时，五次灭绝事件在我们眼中鲜活起来。
如果我们把距离一直拉开到第 3 部分：如何在火星上建立殖民地
我们在生活中经常会遇到一些"从 A 到 B"的艰难转变。例如，从 A）我的闹钟刚才居然没响到 B）我现在正忙着工作呢；从 A）我的租约下个月就到期了；到 B）我现在已经搬进了新的公寓，你看，所有东西都挂在墙上了；从 A）哦，该死，其实我很讨厌我现在的妻子；到 B）哦，太好了，我现在有了一个新的妻子，一切都很好。这些转变确实很艰难。
但从 A）我希望将 100 万人带到火星上；到 B）现在已经有 100 万人在火星上，这种转变的艰难程度与上面的例子不可同日而语。
埃隆·马斯克的雄心壮志无人能及。
自从这个项目开始以来，我已经与马斯克聊了六次，是的，我记得很清楚，我们大部分的时间都在谈论如何具体实现这个火星项目。按照马斯克的计划，他只需要两样东西就能实现这个项目：
1）意志
2）方法
传统的观点可能会认为这属于"有志者事竟成"的范畴。四十多年前，我们成功登陆月球，在此十五年后我们才拥有个人计算机——现在看来火星并非遥不可及，缺少的只是我们的意志。
但马斯克不这么认为。如果用我们现在的方法前往火星，所需的费用将是一个天文数字。这样人类是无法在火星上落地生根的。对马斯克来说，现在的问题是如何以一种经济实惠的方式前往火星。他将美国称之为"探险家的国度"、"浓缩了人类的探索精神"，他认为，如果前往火星所需的费用降低很多的话，会有更多的人下决心去火星。但是，由于这看起来像是一件很遥远的事情，现在并没有人去谈论它，人们前往火星的意志处于完全休眠的状态。
如果有人告诉我，曼哈顿有一间配大阳台的复式公寓，它的租金下降了 95%，我可能会第一时间冲过去把这个房子租下来。但现实的情况是，它的租金并没有变化，所以我搬进去的意愿并不是很强烈——我甚至不会去考虑它。我现在没有坐在热浴盆里，一边俯瞰着整个纽约城，一边写这篇文章的原因并不是我不愿意这样做，而是缺少一种方法。
马斯克认为火星的情况也是这样。相比较"有志者事竟成"，他似乎更相信"如果你建造好了，就能水到渠成"。
具体来说，到火星的"航班"成本将由乘客们共同承担，这和地球上的公共交通一样。关键就是把票价大幅降低，使得每一百万人中会有一人可以买一张。马斯克是这样向我解释的：
在想要去火星和负担得起去火星的人之间必须有一个交集，如果这个交集的人数与实现火星自给自足所需的人数持平，那么这就是我们实现这个项目的关键所在。
这种情况就像：
但问题是现在的情况更像：
马斯克认为，想要去火星的人（黄色区域）会随着火星计划变得切实可行而不断增多，真正具有挑战性的是蓝色区域。也就是说，太空旅行价格过于昂贵，这将成为主要制约因素。他认为，降低这一成本是从 A 转变到 B 的关键。
马斯克开展了进一步的探索："我成立了一支团队，让他们持续在几个周六进行有关更高效建造火箭的可行性研究。研究的结果表明并没有什么可以难倒我们。从 60年 代起，火箭技术就没有过任何实质性的进步——它甚至还倒退了！" 1他说的时候有些激动。
让我们先回到现实中。如果你认为彻底改变太空旅行的成本是某项重大事情的关键，那么你不会说："太好了！我要去做！"，而会说："我不知道该怎么做。"为了大概了解马斯克当时是如何考虑这件事的，我虚拟了下面的对话，但提问的顺序是从后往前的：
问：如何才能降低太空旅行的费用？
答：通过几十年的创新，数百次的反复试验，以及数以千计非常聪明的人一起努力工作。这说起来简单直接，但里面颇有文章。这是因为：……
问：究竟从哪里可以弄到这笔钱？如果政府有兴趣资助这个项目，那么它早就自己去做了。而且，没有任何慈善机构会对这样一个耗时超过 30年，而且无法保证一定成功的大型项目捐助数百亿美元。
答：通过让我们的研发项目兼具可盈利的太空运载功能，我们就可以获得这笔费用。为了测试创新技术，我们需要进行大量的发射。只要我们能够在这些发射中将政府和公司的卫星、货物和人带上太空，他们就会为我们支付一大笔的钱。这是一石二鸟之计。
问：但怎样才能将这些东西发射上太空？
答：我们现在还做不到。我们要花几年的时间去学习如何从零开始建造自己的飞行器，并证明我们有能力将这些火箭发射上太空，然后才会有人愿意去付钱使用我们的运载服务。
问：但如果在最初的学习和开发阶段并没有客户，那么谁会支付这个阶段的费用呢？
答：我自己，也就是创始人。
问：你是如何获得这笔钱的？
答：我与其他人合作创办了 PayPal，然后卖了它。
这就是马斯克在 2001年 时的一系列想法，这些想法同时也造就了 SpaceX 的商业计划：
到目前为止，SpaceX 已为此做了 13年 的努力。让我们一起回顾一下已取得的成就和以及对未来的展望。
第 1 阶段：想办法将东西送入太空
主角：猎鹰 1号
目标：在马斯克耗尽资金前，将运载火箭送入轨道
第 1 阶段其实早在 SpaceX 创立之前的 2001年 已经开始，那时候马斯克还在 PayPal 工作。马斯克非常希望转战太空行业，但他没有接受过任何这方面的正规教育，为了在一年内成为世界一流的火箭科学家，他阅读了几本有关这方面的书籍。
他读了这本书、这本书、这本书和这本书，并将其中的内容都背了下来。火箭专家吉姆·坎特雷尔大概就是在那个时候遇到马斯克的，然后他与马斯克一起去了一趟俄罗斯，不过那是一次失败之旅，他是这样形容马斯克的："他会一字不差地引用这些书里面的话。他俨然已成为这方面的专家。"
为了补充书籍以外的知识，马斯克虚心向很多人请教。坎特雷尔将马斯克称为"到目前为止我一起共事过的最聪明的人"，他表示，马斯克"聘用了我在火箭和航天器公司许多愿意为他出谋划策的同事"，"他简直就像要把这些专家的经验榨干。"
马斯克将太空视为他下一个追逐的目标，他开始越来越认真地谈论这方面的话题，但马斯克的朋友却开始为他担心了。这看起来并不难理解。试想一下，如果你的朋友在互联网业务上赚了大钱，然后告诉你，他将花费几乎所有这些钱去成立一家太空发射公司，尝试成为首位在这方面取得成功的企业家，因为他认为多星球的生活模式对人类来说非常重要。或许你也觉得他要疯掉了。马斯克的其中一位朋友还强迫马斯克去观看他自己剪辑的火箭炸毁画面，以说服他放弃这个疯狂的项目。
但马斯克就是与众不同，他不为所动，坚持己见。在自己深入了解这方面的基础知识后，他准备让其他人也参与到项目当中。当我问及马斯克的生意经时，他有点责备地对我说："我并不知道什么是做生意。所有的公司都是一群人为了一个新产品或新服务而聚在一起。并没有什么生意的说法，我觉得就是追求一个目标——一群人一起为一个目标奋斗。"
所以，他开始集结一批他所能找到的最有智慧的人在一起，然后 SpaceX 就诞生了。
然后他开始聘用专业人员，组成他的"全明星"团队，其中包括著名的火箭工程师汤姆·米勒。SpaceX 早期招人的理念是这样的：
不招混蛋。马斯克说，如果你讨厌你的同事或老板，你肯定不会想来工作或者在这里长期呆下去。
招聘（和升职）只看自身的才能，不看经验。马斯克表示，他不在乎他的员工是本科还是大专学历，甚至高中毕业也无所谓——只要有天赋、有个性，对 SpaceX 的计划有热情就可以。我曾与 SpaceX 的飞行器工程副总裁马克·洪科萨见过面，他是个随意的加州男孩，这有点出乎我的意外。他看来就像我那些吃喝玩乐的朋友一样，不太像一名顶尖的火箭科学家。他告诉我，他曾经是一名非常糟糕的学生，当他正以为自己的人生就是那么失败的时候，他的亲戚向他介绍了一份汽车俱乐部内有关赛车的工作，在那里他上了大学。后来他在这方面的才华被发掘了出来，有一次放学后有人将他引荐给马斯克，然后马斯克就雇用了他。洪科萨很快就在公司崭露头角，迅速成长，在 30 多岁的时候就掌管了公司的其中一个主要部门，管理数百名比他更有经验的员工。
诸如此类的故事屡见不鲜，也从一个侧面反映出 SpaceX 不拘一格、任人唯贤的风格。我还曾见过 SpaceX 的发射工程高级主管扎克·邓恩，他看起来乎只有 12 岁。邓恩告诉我，他是在几年前以实习生的身份加入公司的。最初的时候，他以为马斯克根本不知道他是谁，但当马斯克告诉邓恩，他认为他是一个非常厉害的工程师时，邓恩大吃一惊，这让邓恩意识到马斯克对公司的每个人都了如指掌。几年后，邓恩成为了发射工程部的主管，手下有 100 多名员工。
马斯克面试公司的每一个人，甚至门卫也不例外，而面试的方式也很奇特。在 SpaceX 创办的前 8年，这一规矩几乎未曾打破，直到公司雇佣了 1000 名雇员。据马斯克的自传所述，"每名员工在与马斯克见面前都会收到提醒，被告知接下来会接受一段 30 秒到 15 分钟不等的面试。在刚开始面试的时候，埃隆可能会写邮件和忙工作，说话不多。别感到恐慌。这是正常的。最后，他会转过椅子来朝向你。但即使这样，他有时候也可能不与你的目光直接接触，好像并没有注意到你。也不必为此感到恐慌，这也是正常的。等到适当的时机，他会与你交流的。"
SpaceX 与马斯克的另一家公司特斯拉很类似，垂直整合的程度相当高。也就是说，SpaceX 基本上都是自行制造火箭的主要部件，很少将制造流程外包给第三方供应商，从而对大部分的供应链保持着所有权和控制权。这在航空航天工业中是很少见的，阿什莉·万斯解释说："SpaceX 认为工厂就是一座神殿，它主宰着火箭制造竞赛中最主要的武器——内部生产。SpaceX 有 80%和 90%的火箭、发动机、电子设备等都是自行制造的，同时还设计自己的主板和电路、振动检测传感器、飞行计算机和太阳能电池板。"诸如安德鲁·卡内基、亨利·福特等传统企业家，他们一直都采用垂直整合的模式，如今苹果公司在许多方面也都采用这种模式。而如今大部分公司都尽量避免采用大规模的垂直整合模式，但对于像马斯克和乔布斯这样的质控狂来说，这是他们唯一的选择。
在 SpaceX，工厂制造过程的诸多环节高度整合在一起，而且都在同一栋楼里面完成，就像特斯拉一样——工程师带着计算机，坐在设计和制造办公室的中间，或坐在全玻璃办公室内，观察他们周围的整个装配过程。
即使团队在不断成长，公司也成立了众多部门，但马斯克仍然以一种非比寻常的方式关注公司的每一个流程。有些管理者被称为"微观管理者"，而在马斯克的公司，由于他的这种事必亲为的管理方式，大家都称他为"纳米管理者"。
没有什么是埃隆·马斯克不知道的
在特斯拉和 SpaceX，几乎与我聊过的每个人都会强调马斯克在他们的领域是如何的专业，无论是汽车电池、汽车设计、电动机、火箭结构、火箭发动机、火箭电子学（"航空电子学"），还是航空航天工程领域。他之所以能做到这一点，不但是因为他对物理和工程的基础理论有着非常深厚的认识，而且还因为他拥有过目不忘天才般的能力。
正是由于这种对专业知识无人能及的精深程度，让马斯克能够对公司里的一切事务保持着高度控制。关于 SpaceX 的火箭，马斯克曾经如此说过："我对我的火箭里里外外都了如指掌。我可以告诉你表面材料的热处理硬度、它哪里发生了变化、为什么我们要选择这种材料、焊接技术等等，甚至小小一颗螺钉的规格我也知道。"
我向 SpaceX 的软件工程副总裁真纳·侯赛因询问了有关马斯克的纳米管理情况。他这样说道：
对于那些刚加入公司的人来说，他们最惊讶的莫过于 SpaceX 所提出的"纳米管理者"概念，你可能会这样说："好吧，他喜欢把握每一个细节，事必亲为，这很酷"——但其实你对此并不理解。作为公司的 CEO，他拥有令人难以置信的丰富知识——他随时都能调用这些信息，可以深入研究任何一件事情，而且他经常都这样做。他为公司所作的决定和所定的发展方向都是从公司的最底层出发，精细度非常高，我认为其他任何公司没有人能够这样做。一个人的想法对如此多的事情产生决定性的作用，这对于我来说简直不可思议——他能记住所有的事情，而且在需要做出决定时能够及时提取出所需的信息。
好了，现在是 2002年 中期，这个疯狂的想法开始提上日程。他们有了一个明确的使命，一支专业的团队，一个神一般的 CEO。下一步就是制造火箭了。
在我们探索 SpaceX 的第一枚火箭前，让我们先了解一些相关术语：
几乎每次太空发射都是要带些东西上太空。你所带的东西就是有效载荷。有效载荷可以是卫星、货物、人、猴子——什么都可以。
为了经受住太空旅行的严峻条件，有效载荷有时候会装在一个称为"导流罩"的防护壳之内。其他时候则需要对发射到太空的有效载荷进行转向、导航和停泊等操作，甚至还要将有效载荷带回地球。在这种情况下，有效载荷会装在航天器之内，也就是孩子们所说的太空飞船。
然后接下来就是火箭。火箭是发射过程中的主角，它的唯一任务就是要穿过大气层，将有效载荷及其容器送上太空。大部分的火箭就是一个巨大的燃料箱，其底部装有一个或多个极其强大的钟形发动机。这些发动机为火箭提供强大无比的动力（推进力），穿过地球大气层将数以吨计的载重送入太空。有的时候，一枚火箭由多枚称为级的小火箭组成。对了，如果有效载荷是武器的话，那么我上面所说的火箭就成为导弹了。
最后，这世界上并没有火箭飞船这样的东西。火箭飞船是为了让孩子们对生活充满向往而编造出来的。
阿波罗登月计划使用的是一枚名为"土星五号"的巨大火箭。土星五号重达 3000 吨，相当于七架波音 747 的重量，并且有 35 层楼高。
土星五号就像是那些可爱的俄罗斯套娃一样，尺寸逐层递减。这是组成火箭的所有部件：
而航天飞机的任务要简单很多，那就是进入低地球轨道，因此它采用了完全不同的设计。
航天飞机并不是一枚巨大的单级火箭，它使用两枚火箭（称为固体火箭助推器）执行最重要的升空任务，而有效载荷（人和设备）则乘坐在航天飞机的航天器内，他们看起来真的很象一艘典型的太空船。当火箭脱落后，航天器通过橙色（出于某些原因搞成橙色）的巨型燃料箱提供余下时间的助推力。通常情况下，返回地球的航天器通过降落伞降落在海洋上，而航天飞机的降落方式要更"文明"一些——它会像飞机一样降落在跑道上：
当 SpaceX 制造其第一枚火箭时，他们并不想做有史以来最大的火箭，因为他们知道站得越高，摔得越重。相反，他们制造了一枚简单的练习用小火箭，马斯克将它称为猎鹰 1号（Falcon 1，以星球大战中的Millennium Falcon（千年隼号）命名）。这是一枚高 70 英尺（21 米）的两级火箭，在底部装有 SpaceX 自己发明的超强发动机——梅林发动机。
尽管它的尺寸和性能并不是十分突出，但在猎鹰 1号的身上却凝聚了大量创新科技。公司初衷是降低成本，先将小型有效载荷送上太空，不仅是因为马斯克将降低成本视为送人类到火星的方法，更是因为他认为这是目前太空旅行中唯一一个能够得到积极改进的方面。他说："火箭的速度永远都是差不多的。方便性和舒适性也大致相同。至于可靠性，这方面并没有太大的改善余地。因此，现在就只剩下一个可以用来判定技术是否进步的关键参数，那就是成本。"
马斯克列举了两个导致成本高企的原因：
1）航空航天领域的公司都是大公司，而大公司不愿承担风险。他说："这些公司总是尽可能的规避风险。每一家公司都力求明哲保身……即使有更好的技术可用，他们仍然使用以前的部件，而且经常是那些 60年 代研制的部件……[很多公司] 还在使用俄罗斯 60年 代制造的火箭发动机。我不是说他们用的是 60年 代的设计，我的意思是他们根本就是直接使用 60年 代制造的火箭发动机，比如说，将它们从西伯利亚的某个地方直接打包运回来。"
2）垂直整合度不够。我们在上文提到 SpaceX 的垂直整合和完全控制模式，这让马斯克能够掌控 SpaceX 内的所有大小事务，但马斯克还认为，垂直结构是降低成本的关键，对于业内其他公司并没有采用这种模式，他提出了批评："大航天公司似乎喜欢将一切都外包给其他公司……他们外包给分包商，然后分包商又外包给子分包商，层层向下。你必须向下跨过四、五层才能找到做金属切割、原子造型等实事的人。上面每增加一层都会加大成本——管理费用因此翻了五番。"
SpaceX 没有背负"历史悠久的大公司"这个包袱，因此能够"从一张白纸开始从头到尾设计和开发 [猎鹰 1号]"，这是早期加入 SpaceX 的员工马克斯·沃索夫所说的话，另外你可以从下面的对话了解马斯克的"白纸"理念：[我问]"火箭是用什么做的？" "航天级铝合金，加上一些钛、铜和碳纤维。" [然后我又问]："这些材料在商品市场上的价值如何？" "我们发现火箭的材料成本大约只是其典型售价的 2%——对于大型机械产品来说，这个比例实在是很疯狂的……所以我认为，考虑到这种材料成本，我们应该有能力制造出更便宜的火箭。"
所有这一切看起来都不错——但不要忘记，这并不是一家正常的公司，它没有正常的预算和开发周期。没有几个理智的投资者敢投资这项事业，而这家公司之所以能够存在，有很大程度是依赖于马斯克的个人财力。到了 2006年，马斯克下定决定要彻底改变汽车行业，他从 PayPal 资产中拿了 7000 万美元投资特斯拉，留下了 1 亿美元给 SpaceX。马斯克表示，这笔钱足够进行"三到四次的火箭发射"。SpaceX 需要多次尝试发射火箭，才能证明它是付费客户的明智选择。由于付费客户对 SpaceX 的要求是将他们的有效载荷送入轨道，因此这就是 SpaceX 所需做的——将某样东西成功送入轨道，向世人证明他们是动真格的。
因此，游戏规则其实很简单——尝试发射火箭三到四次，最终将有效载荷送入轨道，不成功便成仁。那时候，在众多尝试将物件送入轨道的私营公司中（参见此表所列的为数不多的"在营"企业），只有一家公司曾经成功过（Orbital Sciences）。
要弄明白这件事情为何如此困难，我们必须先了解一下什么是轨道。
什么是轨道？
你可能会直觉认为，将一个物体送入轨道的难度就在于将其推上轨道，就像我们直觉认为国际空间站的宇航员漂浮在空中是因为他们所在之处没有地心引力一样。现在是时候停止相信你的直觉了。
让我们时光倒流到高中时代。下面是我们用来计算引力的公式：
G 是重力常数，这次我们可以忽略这个非常讨厌的参数。
m1 和 m2 是两个物体的质量。有两个物体是因为引力并不是单向的——两个物体之间以相同的力相互吸引。以你和地球为例，你的重量就是你与地球之间的引力，而作用在你和地球上的力是相同的。由于两个质量参数是分子，因此当质量增加时，引力也会增加（与其乘积成正比）。因此，如果你的质量是原来的两倍，那么你的重量将变为原来的两倍。如果你的质量不变，但地球的质量是原来的两倍，那么你的重量将变为原来的两倍。如果你和地球的质量都是原来的两倍，那么你的重量将会是原来的四倍。就本文而言，我们可以忽略质量。
我们关心的是 d2 的部分。d 是两个物体之间的距离，更具体地说，是两个物体质心之间的距离。对于地球来说，质量是均匀分布的，因此，其质心就是星体的中心。地球的半径是 3959 英里（6371 公里），所以当你在地球表面时，这就是你用来计算你所受引力的距离。由于d在等式的分母处，因此当d增大时，引力将减小。
为了说明这一切，我要将地球缩小至其原来尺寸的 1300 万分之一左右，也就是直径为一米：
如果我们将地球推离半米（一个半径的距离），使d变为原来的两倍，d2变为原来的 4 倍，那么引力、你的重量就会变为原来在地面时的四分之一。如果推远到一米，即你与地球之间可以放得下一个地球，那么d将变为原来的 3 倍，你的重量将变为原来在地球时的 1/9。
那么换成国际空间站的话情况会怎样呢？
国际空间站与地球的距离在 205 到 255 英里之间，折算到我们那个直径一米的地球就是 2-3 厘米左右，也就是距离地表面 1英寸多一点点。如果在这个地球的表明贴着一个乒乓球，那么国际空间站（以及许多卫星）就会撞到它。（世界上普遍公认的"太空"起始高度是卡门线，即 62 英里（100 公里）的高度，而在我们上面所说的那个"地球"上，这相当于地表面上方 7.8 毫米的高度——大约是一支铅笔的宽度。而飞机的飞行高度是地表面上方 0.84 毫米，大约相当于一粒沙子的高度。）
那么这对于国际空间站所在之处——低地球轨道内的引力来说意味着什么呢？
以国际空间站的平均高度（230 英里）为例，这个高度仅比地球表面上的正常d增加了 5.8%，在该高度，表面引力只减小了 10%左右。
因此，国际空间站的宇航员应该几乎感觉不到重力的差别。但他们却漂浮在那里。
这是因为他们处于自由下落的状态。
我曾搭乘过一架小型飞机，飞机的驾驶员才不管上面那些什么理论，他先将飞机拉升到 4000 英尺，随后又快速下降到 2000 英尺。在下降前，他递给我一支笔，叫我张开手掌放在上面。在降落过程中，尽管我吓得半死，但我还是看到了面前的那支笔悬浮在空中，并缓慢飘向一侧，然后在飞机到达 2000 英尺的高度开始平飞时，突然落在了我的腿上。这是国际空间站内所发生的事情。
让我来解释一下其中的原因：设想一个比地球小、光滑且无大气层的星球，你站在这个星球的一个悬崖上，用尽力气投出一只棒球。
这只棒球的行进轨迹将会是这样的：
现在设想一下如果这个动作是由一名美职棒的投手做出的，情况会怎样。这只棒球的轨迹可能是这样的：
那么，如果用一支大炮喷射出这只棒球，情况又会怎么呢？它会走得更远。
在这些棒球撞击地面前，它们都是沿曲线轨迹飞行的。现在，让我们在这些轨迹上叠加三个曲率与它们吻合的圆圈：
然后我们弄到一支威力更强大的大炮，它能够喷射出这样的轨迹：
这看起来很正常，但注意，弧线的轨迹刚好与这个星球的形状吻合。因此最终会发生这样的事情：
棒球将围绕星球一周，然后撞到大炮的后面。如果没有东西挡住它，它将继续无休止地"降落"，永远不会落地。由于棒球的飞行轨迹曲率与这个星球的曲率是完全吻合的，因此在棒球尝试降落到星球地面的同时，星球也会朝相反的方向远离棒球。这样，你就成功将棒球送入轨道了。
如果你拥有一个任意大小、完美光滑且没有大气层的星球，那么理论上你可以在地面的正上方将某样东西送入轨道。但由于地球覆盖着厚厚的大气层（还有山地形成的不平整表面），不管你如何努力在表面附近发射棒球，大气层都会减慢它的速度，使其飞行轨迹的曲率越来越小，最终脱离轨道，落在地面上。这就是为什么我们送入轨道的所有物体都是处于一个很高的高度，因为那里的大气非常薄，不会减慢物体的速度。在没有摩擦力干扰的情况下，牛顿的惯性定律就会发挥作用，让它永远环绕星球运行。
为了落入环绕地球的轨道，物体必须以非常高的速度运行。但又不能太快。为什么呢？因为如果速度太快的话，物体运行轨迹所对应的圆的半径就会过大，超过了地球的半径，从而出现这样的情况：
这就是我们平时所说的某个物体达到了可以停留在轨道上的"轨道速度"，以及可以脱离地球引力、进入太空的"逃逸速度"。逃逸速度指的就是运行轨迹的曲率大于星球的曲率。
那么，在国际空间站所在的大约 230 英里高度处，所需的轨道速度是多少呢？ 17150 英里 / 小时（27600 公里 / 小时）。即 4.76 英里 /秒（7.66 公里 /秒）。这就是让物体保持在该高度轨道上运行的黄金速度。
这个速度究竟有多快？想象一下你在海滩上以这个速度扔出一个球，那么它将呼啸而出，穿过地平线，在半秒的时间内消失无踪。在这样的速度下，国际空间站每 90 分钟就可以环绕地球一圈（但由于速度是相对的，国际空间站内的宇航员并不会感觉到他们在移动，这跟你在飞机上是一样的道理）。
让我们回到 SpaceX。了解了上面的专业知识后，那么 SpaceX 所面临的主要挑战自然就是如何将有效载荷向上"扔"入轨道。人们认为火箭是向上发射的，但其实它是横向快速射出的，这就是为什么火箭的轨迹看起来是这样的：
这类似于我们上面所说的例子，火箭就像是一个扔出有效载荷的巨人的手：
现实世界与之不同的是，火箭公司发射有效载荷用的并不是一只胳膊和一只手，而是用一个七层楼高、40 吨重的金属塔，它通过爆炸的方式将火箭推离地球，并需要用精密的设备计算出适当的高度和适当的速度。
更困难的是，火箭是从海平面的大气层开始发射的，这里的大气密度很高，并且充满了流动的大气（例如天气）。这种情况就像是在几英尺的流水下用手精确扔出一只球一样。SpaceX 的飞行器工程主管马克·洪科萨这样描述引导火箭穿过大气层的难度："火箭就像是一条湿的面条，而你试图将它推入太空。它会拼命地扭动。仅仅通过测量火箭上的任一点的轨迹，你是无法计算出它朝哪个方向前进的——你必须测量好几个点才行。"
而在这样的复杂情况下——火箭的重量、速度，还有厚厚的大气层，即使是一个微小的设备故障，也可能直接毁掉整个任务。而其中的关键问题是，你只有在实际发射时才能知道这些设备的可靠性如何。
SpaceX 付出了惨重的代价才学会了这一切。
2006年：首次发射——失败
2007年：第二次发射——失败
2008年：第三次发射——失败
这真是糟糕透顶了。
这些失败都是由一些很小的事情造成的。这些原因分别是，一颗腐蚀的螺母在压力下无法保持稳定，液体在火箭内晃动的幅度太大，第一级发动机在级间分离的过程中晚了几秒停止。你可以做到 99.9%正确，但最后的 0.1%却可能让火箭爆炸，酿成灾难性的失败。航空真不是一件容易的事情。
所有发射火箭的政府和公司都经历过失败，无一例外。这是火箭发射的必经之路。通常情况下，你只要深呼吸一下，卷起袖子，找出什么地方出了错，然后就可以继续准备下一次发射了。但 SpaceX 的情况比较特殊——公司的钱只够进行"三到四次发射"，他们已经失败过三次了，现在就只剩下唯一的第四次发射了。这次发射被安排在第三次发射失败后的不到两个月之内。而且这是最后一次机会了。
马斯克的一位朋友阿德奥·雷西这样写到："一切都取决于发射……如果发射成功了，这次成功将载入史册。如果发射失败了——即使是一件事情出了差错，导致发射失败——这次失败也将载入史册。不成功便成仁，没有丝毫回旋的余地。他已经失败了三次。这一切本该结束了。我们先做所说的是哈佛商学院的案例分析——一名富翁试图进军火箭市场，但他为此失去了一切。" 13
2008年9月28日，SpaceX 进行了第四次发射——并且成功了！他们顺利将试验用的有效载荷送入了轨道，成为第二家完成这一创举的私人公司。
猎鹰 1号也是迄今为止所发射的最具性价比的火箭——其价格为 790 万美元，成本仅为当时美国可提供的最佳替代方案的三分之一。
这次成功引起了美国宇航局（NASA）的注意。第四次成功发射向他们充分证明了 SpaceX 是值得信赖的。2008年年 底，美国宇航局致电马斯克告诉他，他们希望向 SpaceX 提供一份 16 亿美元的合同，让 SpaceX 为他们运载货物到国际空间站，一共是 12 次。
马斯克的钱完成了它的使命。SpaceX 现在有了自己的客户，他们的前景一片光明。
第 2 阶段：彻底改变太空旅行的成本
主角：猎鹰 9号、龙飞船、重型猎鹰
目标：将前往火星的成本降低至每个名额 50 万美元
如今，很多人都听说过 SpaceX。但鲜有人知 SpaceX 是干什么的。更不用说知道 SpaceX 的真正目标是什么。
SpaceX 干的是商业运载太空物资。
随着公司不断走向成熟，SpaceX 开始着手实现它的真正目标：成为一部创新的机器，致力于解决太空旅行成本过高的难题，因为这是让人类实现多星球航天文明，为自己寻找替代居所的关键所在。通过商业运载太空物资，SpaceX 才能够筹集资金。
我们将在后面部分再详细说明这个真正目标。现在先让我们来看一下，商业运载太空物资到底是怎么回事。
猎鹰 9号
2008年，猎鹰 9号发射成功，吸引了大量新客户前来签约使用 SpaceX 价格低廉的太空运载服务。SpaceX 是时候开始挣脱束缚，振翅高飞。来，与猎鹰9号打个招呼：
先跑题吐槽一个事实——猎鹰 9号是世界上最大的男性生殖器状雕塑。公司员工已经学会忍受这个职业生涯中挥之不去却又不能提及的事实。
回归正题，猎鹰 9号也是世界上最先进的火箭，相比猎鹰 1号，9号有了巨大改进。火箭体型巨大——高 224 英尺，比三枚猎鹰 1号还要高，相当于 20 层楼的高度，侧边延伸占地四分之三个足球场。猎鹰 1号只能搭载 1 吨的有效载荷，而猎鹰 9号却能够搭载 13 吨。无论从哪方面看，猎鹰 9号都能让 SpaceX 跻身顶级玩家的行列。
随着你对火箭的了解，你会对火箭佩服得五体投地。火箭不仅需要无坚不摧——这是一个重 1000 吨的家伙，体内充满了爆炸材料，能够在飓风级的风力下以极高的速度一飞冲天，但它的设计也要精确到毫米，因为火箭还要装载脆弱无比的东西，例如计算机电路板、纤弱的卫星还有活人。标准制造技术不一定能切割出如此特殊的物件——在 SpaceX 工厂，我看到了猎鹰 9号各种奇形怪状的部件，它们必须通过3D技术打印出来，因为实在没有别的更好方法能够生产出合适形状的部件。
不过这些都不是我们要关心的问题。所以，细节方面我们不用过多理会，简单化就好：
第一级
火箭的第一级承担着一个非常重要任务——在脱离、坠入海里前，通过爆炸助推第二级以及有效载荷升至海拔 100 公里的高空，整个任务持续三分钟。
和猎鹰 9号的绝大多数部件一样，第一级也是由 SpaceX 位于加州的总部研制的（这是一个有关制造过程的快进视频）。
大部分第一级都是一个巨大的燃料箱，其中分为两个主要部分：一个是巨大的液态氧箱，另一个是旁边的火箭级别煤油箱。火箭无法从空气吸取氧气以供燃烧之用的其中一个原因是，火箭上升速度极快，很快就会到达空气稀薄的大气层。因此，火箭必须自己携带氧气。在-297.3 （-183 ）下，氧气呈液态，此时密度是气态氧的 1000 倍——所以你可以携带大量的氧气。液态氧和煤油混合作为火箭推进剂。
火箭发动机的工作原理
你或许有些奇怪，这家伙的汽车公司不使用化石燃料，而火箭公司每次发射时却要烧上成千上万吨的化石燃料。原因在于火箭必须使用燃料——马斯克曾经说过，他认为未来所有交通工具都会是电动的，但火箭除外。
这是因为牛顿第三定律在起作用：每个作用力都会产生一个大小相等、方向相反的反作用力。
牛顿第三定律解释了为何放气的气球会朝与喷气相反的方向移动，为何枪在射击后会有向后的冲击力，为何下面这位仁兄从独木舟跑向码头时，独木舟会远离码头：
飞行器的推进就是基于这个原理。
驱动飞行器的方法之一是使用推进器。它的工作原理是通过朝一个方向推动空气，让空气的反作用力推动推进器及其附带的物体朝另一个方向前进，这有点像站在墙壁旁边用手推一下墙壁，你的身体就会受到墙壁的反作用力，仿佛被墙推开。问题是，太空里并没有空气供推进器使用，在太空使用推进器就像站在离墙很远的地方，无论你用手怎样拼命地往前推，也不会有任何力量反推自己。即使大气层较高处会有些空气，但如果太稀薄，仍然无法产生足够大的反作用力，就像你用手推一块挂着的窗帘，试图获得很大的反推力一样。
另一个方法是，如果在太空内将一个气球放气，气球将会快速往后退——与地球上发生的情况一样，但此时的推力并非来自气球外部的空气（就像推进器一样），而是由于气球内部的气压比气球外部高出很多，压差将气球里的空气排出。实际上，如果我们在太空中漂浮，并带着一只充满空气的气球，只要慢慢给气球放气，你就能朝着相反的方向漂移——此时的气球就扮演着发动机的角色。
猎鹰 9号底部的发动机就像是更加强劲的放气气球。猛烈的爆炸会产生极高的温度和压力，使得爆炸气体快速膨胀，填充周围的低压空间。如果一个物体在空心区域的中心发生爆炸，它会迅速向周围膨胀，如下图所示：
火箭发动机通过制造爆炸实现相同的功能——不过，发动机就像气球一样，它会引导动力在一个方向上输出。其他去路被堵反而增加了动力：
这也是火箭发动机能在真空中工作的原因。它并不需要空气等外部物质来提供反作用力，而是靠排出热气体，直接推动火箭。
马斯克肯定希望找到更好的燃料替代化石燃料，不过，他没有把握是否能够找得到这样的能源。我问过他这个问题，他的回答是："用电力驱动火箭，这个发现可以获好几个诺贝尔奖啦。"
梅林发动机
猎鹰 1号采用了 Space X 研发的一款超强劲发动机——梅林发动机，让它实现了一飞冲天。
梅林发动机非常棒。一台梅林发动机的推力超过 73 吨，也就是说，它能将 73 吨的重物送上太空，这意味着，如果你将 40 辆车叠放在这台发动机上，它能在三分钟内将这所有这些汽车送上太空。它是世界上最高效、最先进的发动机之一。火箭发动机领域的一个重要参数是推重比，即发动机能够举起自身重量多少倍的物体。梅林发动机的重量大约为半吨，最高推力超过 80 吨，推重比为 165：1，使得像它这样重量的其他发动机相形见绌。这是梅林发动机的点火试验：
它喷出的气体是那么的浓烈。
现在，想象一下有9个这样的发动机一起点火。这就是猎鹰 9号发射时的情形——火箭的名字源于 9 个八角形布局的发动机。
9 个梅林发动机一共产生 650 吨的推力，足够将350辆小轿车送入太空（这么多辆轿车叠加起来的高度相当于一栋世贸中心的高度），每秒燃烧 540 加仑（2044 升）燃料——只需要一分钟不到的时间，就能让一个游泳池的水蒸发掉。发动机最后所需推升的通常都是火箭及其携带的燃料，它们的重量合计约 550 吨，因此在顶部还能加入相当重量的有效载荷。
第二级
发射后三分钟，火箭的第一级将与第二级分离。
第一级落回地球后，该轮到第二级上场了。第二级只是第一级的迷你版，绝大部分装的是燃料。但第二级并没有安装 9 台梅林发动机，而是安装了一台专供在真空环境下运行的特殊版发动机，并增加了一个钟形的延伸部分，用以增加推力。这里不需要这么多发动机是因为：1）没有那么厚的大气；2）第一级分离后，火箭重量减轻了很多；3）火箭已在高速飞行，大部分的工作已完成。
第二级的工作时间从几分钟到数小时不等。发动机可开可关，并可控制方向。它的任务就是要精确地将有效载荷送达要求的地点，并使其达到所需的速度。一旦完成任务，第二级即与有效载荷分离并坠落：
猎鹰 9号从顶部看可以分为两种类型，使用哪种类型取决于所搭载的有效载荷。这是第一种类型：
这种外观的猎鹰 9号通常搭载人造卫星。顶部隆起部分由两片保护性蛤壳状物体组成，叫整流罩。它看起来与浴缸的大小差不多，但实际上有校巴那么大：
当第二级达到一定的运行速度（大约是子弹速度的 4 倍）时，整流罩的两个蛤壳状部分将分离，然后回落到大气层，燃烧至尽。
第二种类型猎鹰 9号的顶部是这样设计的：
火箭的顶部明显呈三角状，里面搭载着龙飞船。
龙飞船16
SUV 大小的龙飞船是 SpaceX 制造的航天器，主要用于运载太空物资，将来还或许会搭乘人类。2008年，NASA 与 SpaceX 签订了一份大合同，龙飞船要负责完成 12 次向国际空间站运载物资的任务。如上图所示，右边的圆锥形部分是龙飞船的密封舱，也是唯一返回地面的部分。左边的圆柱形部分是非密封箱，能够承载更多的物资，同时上面固定着太阳能板。这两个部分加起来能承载大约六吨的物资。
侧面那些小洞是龙飞船用来在太空中行动的迷你推进器，底部装有防热罩，在飞船返航时可以保护飞船免受损坏。
猎鹰 9号开始服役
当这些新设备还在研发中时，猎鹰 1号已经在 2009年 夏天完成了它的第五次、也是最后一次的发射——为马来西亚政府发送一颗人造卫星，马来西亚政府是 SpaceX 第一个付费客户，也是公司第二次发射成功的案例。不过，孕育中的猎鹰 9号更加高大英俊，公司不再需要猎鹰 1号了，老人家是时候退役了。
猎鹰 1号从一个名叫夸贾林环礁的太平洋小岛进行了五次发射。不过，自从猎鹰 9号让 SpaceX 跻身顶级玩家的行列后，公司不再与美国的黄金发射台——位于加利福尼亚州的范登堡空军基地（向南部发射）以及位于佛罗里达州具有传奇色彩的卡纳维拉尔角（向东部发射）续约他们的场地了。
2010年，第一艘猎鹰 9号来到发射台时，高速公路上的司机都在问："那是什么玩意？"
它的处女之行——试射成功了。
然后，SpaceX 开始做一些人们认为商业公司根本无法做到的事情。
将航天器送入太空很难——但将它带回地球更难。你知道，如果从码头跳入海中，不会有什么糟糕的事情发生（除非海水刺骨冰凉，不过现在的人似乎喜欢泡在冰冷的水中，然后假装没什么事的样子）——但是，如果从一座桥上纵身跃入海中，你会死翘翘吗？如果唯一的区别就在于身体入水时的速度呢？地球大气层也是一个道理。
你现在感觉不到大气是因为你的速度很低，但如果你张开双手，然后失心疯似地前后来回摆动手臂，你就能感觉到大气了。如果你乘坐速度飞快的敞篷车或快艇，你会感觉到大气快速击打着你的脸。但速度不仅仅与你有关，还与你相对于大气的速度有关。车速为每小时 50 英里时，将手伸出窗外，此时的感觉与停车将手伸到每小时 50 英里的风中是差不多的。因此，当轨道上的物体（之前已证明过运行速度为每小时 17000 英里（每小时 27300 公里））完成任务返回地球时，它就要经受相当于每小时 17000 英里的飓风。我们官方的飓风"级别"从 1 级（每小时 74-95 英里）到 5 级（起始值为每小时 155 英里），每小时风速每增加 20 英里，就上升一个级别。在地平面，以每小时 17000 英里的速度移动相当于置身于842级的飓风当中。在物体刚进入大气层时，由于海拔非常高，空气稀薄，842 级飓风的力量会有所降低，但威力仍在。
飓风让我们恐惧的地方是它的力量。而三位数级别的飓风会为我们带来非常大的麻烦。航天器在高空大气中高速行进，舱体前面的空气会因为没有足够的时间"让开通道"而变得高度压缩，且非常炙热。低处大气较厚的地方，航天器必须能够承受强烈大气阻力所产生的热量。火箭无法承受这种热量，因此会化作流星陨落。建造一艘能够承受这种热量的航天器需要掌握诸多顶尖技术。
截至 2010年，只有五个国家的政府成功向太空发射过航天器并成功回收。猎鹰 9号的第二次发射将第一艘龙飞船送入了地球轨道，这是一次试验性质的飞行，龙飞船在绕地球轨道运行两周后高速闯过 842 级飓风，安全降落于预定地点，SpaceX 成为世界上第一家回收入轨航天器的公司，也是世界上第六所完成这一创举的机构。这只是 SpaceX 的第七次发射任务，能够取得这样的成绩确实难能可贵。
猎鹰 9号的第三次发射再次创造了历史，这是一次为 NASA 进行的试飞，龙飞船成为第一个与国际空间站建立联系的商业航天器。
SpaceX 为自己制作了一段庆祝胜利的精选小视频。
猎鹰 9号确实厉害。万斯这样写到："猎鹰 1号从夸贾林环礁发射成功是一家新创企业的功劳，而猎鹰 9号从范登堡空军基地发射成功则是一个航天大国才能做到的事情。" 19完成了三次计划试射中的两次后，NASA 认为可以从第三次试射任务开始使用龙飞船，为国际空间站执行官方物资补给任务。
如果你想知道实际发射是什么样子的，你可以看一下这个有关 CRS-6 任务的视频，这是 2015年4月14日 在卡纳维拉尔角发射的国际空间站物资补给任务：
一些你需要了解的事情：
发射前喷出的白色烟雾是来自火箭液态氧箱的氧气，因为部分氧气以气体的形式逸出。
升空前约五秒钟，一个名为"尼亚加拉（Niagara）"的喷水灭火系统开始喷洒发射现场。这是为了消除发送机所发出的咆哮声，否则强大的声波可能会毁掉火箭。
发动机是在火箭升空前几秒钟开始点火的。具体情况是，在发动机点火时，先用巨型夹具固定住火箭，让计算机快速执行测试，确保发动机工作正常。确认发动机工作正常后，在倒数到 0 秒时释放夹具，让火箭升空。
计时非常关键，必须精确到秒。即使是一秒钟的误差也会导致与国际空间站的交接发生混乱。
火箭发射让人疲于奔命。
在前三分钟，从火箭喷出的鲜橙色悦目火焰迅速向周围扩散，看起来越来越微弱，并逐渐变为灰色。这是因为随着海拔高度的增加，大气中的氧气变薄，火箭外面的燃烧条件越来越差。
第一级在发射3分26秒后分离。
级间分离后，你所看到的黑色巨型钟形物就是第二级的唯一一台梅林发动机。此时你不会看到发动机喷出任何火焰，因为在这样的高度是不可能发生燃烧的，故在发动机分离后燃烧已即时停止。
接下来的 7 分钟没有什么特别的事情发生。
11分09秒时，火箭完全进入轨道，此时第二级开始分离。
视频的剩余时间大部分都是有关龙飞船独自在太空工作的情况，由第二级上的一台摄像机拍摄。
在视频的最后 25 秒，你可以看到龙飞船展开它上面的太阳能电池板。
在猎鹰 1号进行了 5 次发射、猎鹰 9号进行了 3 次发射（ 大都属于试验和试射）后，SpaceX 已准备好执行它的太空运载任务了。猎鹰 9号的第四次发射是为了执行国际空间站的首次官方补给任务，包括这次在内，SpaceX 在此后连续成功执行了 15 次运载任务（6 次是 NASA 的龙飞船任务，9 次是其他客户的卫星任务）。让我们回到 2015年5月，那时我写了下面这句话，却意外地给全公司带来厄运：
自从前三次发射失败后，SpaceX 又发射了 20 次，而且这 20 次全都成功了。
在猎鹰 9号发射第 18 次并收获第 18 次连续成功后，马斯克在推特上这样写道："火箭发射正常，卫星也已进入轨道。但我仍然如此紧张。期待某天能感觉正常。"
然后，就在接下来的发射中发生了这件事：
发射失败可怕极了，即使无人员伤亡。难怪 SpaceX 副总裁马克·洪科萨会告诉我，发射的那一整天都是那么的令人备受煎熬。这种感觉就像是在美职棒总决赛的第 7 场第 9 局，投手掷出关键一球，但扔出去的球却要在几个月后才能到达本垒，投手和队友们只能回家在电视前等着棒球到达击球手的那一时刻。
但毁灭性的失败是你所参与的这个太空游戏的一部分。在猎鹰 1号经历了第三次令人泄气的失败后，马斯克给他手下写信时说道："我们应该注意到，那些发射成功的公司也经历过这样的艰难时期。我的一个朋友提醒我，飞马号的前 9 次发射，只有 5 次成功；阿里安号5 次发射，3 次成功；阿特拉斯号20 次发射，9 次成功；俄罗斯联合号21 次发射，9 次成功；质子号18 次发射，9 次成功。 SpaceX 也在此列，无论有什么困难，我们都将继续下去。"这样的想法让他们能够以正确的态度看待 SpaceX 在 2015年6月 的那次失败，同时也提醒着他们，能够在开始的 24 次发射中取得 20 次成功，这已经是一项了不起的壮举。
失败的好处在于，它能让你认清自己的弱点。这次失败的罪魁祸首是一根 2 英尺长、1 英寸厚的钢筋，火箭里有上百根这样的钢筋，每根钢筋能够承重 5 吨力，就是因为有一根这样的钢筋折断导致了全盘的失败。从现在开始，SpaceX 将逐根测试装入火箭内的所有钢筋。我们从上面的动画可以看出，龙飞船在脱离轨道时毫发无损（在屏幕顶端，刚开始的时候），如果有软件能够提早展开降落伞，那么龙飞船的内件就可以幸免于难。从现在开始，龙飞船上将装配这套软件。
这些成就了 SpaceX 如今的盛况。
在这样一个中间商漫天要价，并且设备成熟度长达几十年的行业里，SpaceX 牢牢把控着内部供应链和尖端技术，终于成为全世界太空运载服务报价最便宜的公司。多年来，美国政府一直依赖于两大航空航天公司负责国内的太空发射——波音和洛克希德马丁，还有他们的合资公司联合发射同盟（United Launch Alliance，ULA）。ULA 每次太空发射都向政府（实际上是美国的纳税人）收费 3.8 亿美元。而同样的太空发射，美国政府只需付给 SpaceX 1.33 亿美元。如果是其他客户，他们没有 NASA 那些特别要求的话，那么 SpaceX 的每次发射只收取 6000 万美元。
这样的优惠真是令人难以置信，因此，自然会有一大批客户排队等着他们的服务——他们现在已经积压了 50 项发射计划，总价值超过 50 亿美元。他们竭尽所能提高产量，短期目标是在一年内制造出 40 枚猎鹰 9号火箭。马斯克相信，几年内 SpaceX 的发射成本将降到业内平均水平的十分之一，SpaceX 将接管全球商业太空发射的大多数业务。
这不仅对 SpaceX，对美国来说，也是一件重要的事情。
由于波音公司，美国成为两大（另一个是欧洲的 Airbus）主要飞机制造国之一，但是基于某些原因，美国在全球太空发射领域中并不出彩——欧洲、俄国和中国在这个领域占主导地位。ULA 是美国太空发射的主要提供商，但它的大多数业务都来自于美国政府，而其硬件设备中最昂贵的部分——发动机则需要从俄罗斯购买。SpaceX 全球业务激增，而且几乎所有设备都是国产，这正在让美国再次成为太空发射领域的巨头。
群情激愤的巨头们
虽然对于美国人和未来的太空旅行来说， Space X 是一个巨大的进步，但并不是所有人都对它的出现感到愉快。
上一篇文章里我们深入讨论了汽车和油气行业的内幕，我们发现里面非常混乱，从来没有以人为本，而我们却一直浑然不觉。是不是不透明的产业与政府之间有着"特殊"关系时都是这样，而且众多障碍让普通的企业无法参与竞争？特斯拉是怎样揭露了这一切，迫使这个繁冗、自满和不思进取的产业进行创新他们是有多么希望马斯克快点消失？
我完全可以把先前写得这一段复制粘贴在这篇文章里。
太空发射行业就像是小镇里聚集了许多汽车修理厂一样，他们会收取高出正常价格约十倍的维修费用，但是因为 1）顾客对修理毫无头绪，也不知道正常价格是多少；2）所有的修理厂都收费过高，因此没人有动力更新设备、提高效率和降低成本。Space X 就像是刚刚来到小镇里的新人，开了一家汽车修理店，并采用了更新、更好的修车技术，而且比其他人工作得都更加卖力，但是同样服务的费用却比其他修理厂低出很多。这就为小镇里的其他修理厂带来了毁灭性的冲击 。
2014年，全球火箭发射行业的主要企业——欧洲阿丽亚娜航天公司请求欧洲各国政府提供补贴，以应对 Space X 的竞争。目前将猎鹰 9号发射往 GTO（最高的卫星轨道）费用为 1500 万美元，成本低于中国长征火箭创下的历史最低记录。谈到火箭发射市场内的其他竞争对手时，马斯克说："我的家人担心俄罗斯人会暗杀我。"
全球的火箭发射客户都在关注 Space X 的一举一动，他们会问与自己合作的发射公司"等等，为什么我要花那么多钱？"
我问马斯克他怎么看待整个行业都恨不得拿钢琴砸他的脑袋时，他说："到处都是脚趾头，难免会踩到一两只。"不过在被 Space X"踩中脚趾头"的企业中，联合发射联盟 (ULA) 被"踩得"最狠。
ULA 不是个东西（蓝色部分）
ULA 是波音和洛克希德组建的合资公司，收费比谁都高。但是他们收多少都无关紧要。ULA 并不需要与全球其他的航天发射企业竞争，因为 ULA 自然而然地从美国军方源源不断地获得业务订单。他们的运营模式是这样的：
1）美国军方需要向太空发射许多东西，因此业务很多。
2）因为军队设备与国家安全密切相关，所以美国希望由美国企业进行发射。
3）因为航天发射与汽车维修一样不透明，公众和政治家并不了解其中的程序，所以没人知道 ULA 的发射价格远远高出了实际的价格。
4）ULA 与政府的合作是以"成本加成定价法"进行的，也就是说他们是按发射成本的一定比例收取报酬，因此他们总是想方设法增加成本，才不会去降低成本。
5) 美国军队的航空航天军费预算充裕，因此有充分的资金任其使用。
6）最令人发指的是，美国国防部的许多决策者都是 ULA 高层的朋友，而许多国防部官员退休后都在 ULA 谋得职位。因此 ULA 总是能获得国防部的默许，而不会有部门来审计他们的钱是怎么花的。
所有这些只能造就出一个完全没有降低成本压力的有缺陷体系，更糟糕的是这些成本都转嫁到了美国纳税人头上，这也是美国政府的一个巨大丑闻。
大家知道 ULA 和国防部这个小圈子真正惧怕的是什么吗？就是一家像 Space X 这样的公司。Space X 已经成功地争取到了 NASA 的多数订单，但是如果要获得军方发射合约，还必须获得专门的认证，但是有意思的是，Space X 申请认证非常困难。马斯克认为这个程序简直莫名其妙，而且法律规定了军队的发射也必须遵循公平竞争原则，因此他在 2014年 向美国国会反映了这个问题，他表示"Space X 的目的并非获得这些发射合同。我们只是为了争取竞争的权利。"
但是他遭遇了许多阻力。尽管有充分的证据显示 ULA 负载的每磅费用是 Space X 的 6 倍，但是像阿拉巴马州参议员理查德 谢尔比（他背后的主要支持者是航空航天企业）这样的政治家辩称这涉及国家安全问题，但诡异的是，ULA 斥重资从俄罗斯购买发动机和其他零部件，而 Space X 所有的业务都是在美国进行的。在几个月前进行的一次访谈中马斯克是这样评论这件事的："ULA 甚至连不公平竞争都害怕。他们不想公平竞争。他们甚至连不公平竞争都害怕。他们根本不想有竞争……他们担心我们会从他们独享的肥差中分得一杯羹，这样的话他们就没有那么大的利润了。"
Space X 去年取得了一些进步，获得了少量的军用订单，但只是很小的一部分，这场战役 Space X 还将打一阵子。我问马斯克与 ULA 竞争的困难之处在哪。他回答道："这些并不是阻力，是军用工业的水太深。你知道在电影里他们是如何不择手段的吧？没错，他们就是这么干的。"
随后几年Space X 的收益模型将增长和扩大。下面介绍三个正在筹备中的最酷的东西：
1）猎鹰重型火箭
我之前已花大篇幅介绍了该款火箭聚合了 9 个梅林发动机，能够推进 360 辆汽车堆成的摩天大厦。猎鹰重型火箭 与猎鹰 9号基本相同，唯一不同是猎鹰 9号只有一个第一级火箭，它则有三个第一级火箭
猎鹰重型火箭搭载了 27 个梅林发动机，因此它的发动平台可以承载约 2000 吨的重量，相当于垒成 1 英里高的 1100 辆汽车。猎鹰重型火箭将于 2016年 进行首次发射，其有效载荷将是当今世上任何一款火箭的 2 倍以上，但每磅负载的收费却是有史以来最低的（ULA 的每磅负载费用是猎鹰重型火箭的 3 倍，但有效载荷还不到猎鹰重型火箭的一半）。下面我们就业内载荷最大的火箭进行简单的对比：
2）将轨道上的卫星数量增加四倍
这是一个非常艰巨的任务。数月之前，马斯克宣布 SpaceX 将在西雅图建立一座卫星制造厂，计划到 2030年 向近地轨道发射 4000 颗互联网卫星，这是目前轨道上的互联网卫星的三倍。目前轨道卫星共有 1300 颗。他的理由如下：
降低成本，推进技术。目前，制造一颗卫星通常需要 2.5 亿美元，将卫星射入太空的费用与之基本相同。这就导致每次卫星发射都存在着巨大的风险。企业为了躲避风险，更愿意使用陈旧和保守的技术，从而确保每种技术都至少使用 15年，甚至更久。这就导致了今天许多卫星都是 1990年 制作的，用的还是 25年 前的技术。Space X 打算竭尽全力降低成本，在大幅降低发射成本的同时，还将发射最为尖端的卫星，并且将频繁更换卫星。
让所有人随时随地连接互联网。我采访了 Space X 航空电子工程公司负责卫星项目的副总裁 Rajeev Badyal。他解释道 Space X 的 4000 颗太阳能智能卫星将覆盖地球的每个角落，向需求迫切的地区发射光速互联网络信号。他指出地球上其实只有少数地区（欧洲、美国、印度部分地区和东亚等）互联网信号良好，因此他们将改变世界的其他地区，特别是最为偏远的地区。你只需要一个披萨盒形状的小型接收器，然后把它放在室外的任何地方即可。你可以在北极、太平洋中心、珠穆朗玛峰顶——任何地方都可以高速连接互联网。他还谈到了卫星的其他用途，例如安装了摄像头的卫星可以用于犯罪报告、实时谷歌地图、天气预测——几乎可以用于一切领域。
更多群情激愤的巨头们。时代华纳有线电视公司和康卡斯特公司是否也将成为马斯克想方设法对抗的那些低品质大型垄断企业之一呢？马斯克曾在一次发布会上说道："为了防止大家被时代华纳和康卡斯特'绑架'，我们给大家提供了一个'逃离'的机会。"（这掀起了观众们的热烈欢呼）
利润丰厚Space X 通过自产自销卫星和向轨道发射卫星可以赚取丰厚的利润。
解决火星互联网问题。实体电缆已成过去式，火星将成为一颗未来星球。马斯克计划未来让 Space X 制造的互联网卫星环绕火星，让未来火星"领地"能够高速连接互联网。
3）载人太空旅行
2014年，美国和俄罗斯又像以往一样发生了争执。这次是因为俄罗斯认为如果克里米亚属于俄罗斯将是非常酷的一件事，美国从而打算对俄罗斯的航天计划进行制裁。俄罗斯副总理是这样发推特回应此事的：
看完了美国对我们航天工业的制裁内容，我建议美国以后用蹦床把他们的宇航员送到国际空间站。
真是高明。
一度强大的航空项目一蹶不振后就是如此，你甚至无法再将自己的宇航员送上太空了。你必须依赖那些让你不爽的国家，这就让你陷入了一个非常尴尬的位置。
除俄罗斯之外，只有中国有能力将人类送上太空，但是美国与中国的冲突更大，中国宇航员甚至不被允许在国际空间站的宇航员俱乐部里玩。这就像是一个小镇里有三个敌对的流氓大佬，但是尴尬的是只有两个大佬有汽车，另一个大佬每次得搭他们俩的顺风车去上班。这对第三个大佬来说并不是什么好事。
埃隆 马斯克随后立刻发了一篇推文：
貌似现在是时候公布@SpaceX与@NASA最新研制的全新的龙飞船二号了。无需蹦床
— 埃隆·马斯克 (@elonmusk)2014年4月29日
2011年 沉寂下来的航天飞机项目为我们打开了一扇窗，因为美国无法进行载人航天飞行。美国下一个航天飞机式的项目采用了一个充满创意的名称——太空发射系统，并推出Orion航天器，但是由于各种原因该项目至少要到 2021年 才能启动。美国并不想到 2021年 前一直依赖于俄罗斯，因此，与此同时，美国航空航天局举办了一场竞赛，为载人发射挑选私人承包商。美国航空航天局最后将 68 亿美元的订单拆分给了波音（合同金额为 42 亿美元）和 Space X（26 亿美元）。
2014年5月，Space X发布了第二代龙飞船——龙飞船二号。
第一代龙飞船航天飞机性能卓越，它是唯一一款能够完整返回地球的航天飞机，目前是全世界唯一能够从国际空间站载回货物的操作型航天飞机。但是龙飞船二号的功能更为强大。
龙飞船二号可以与国际空间站对接，而且不用像婴儿似的通过国际空间站的侧翼进站。
龙飞船二号内装有座椅和触摸屏（目前的多数航天飞机都是上世纪 60年 代设计的，按钮和旋钮像是老式收音机）：
但是龙飞船二号最酷的地方是它的发动机。这款航天飞机有 8 个名为 SuperDracos 的超劲动力的小型发动机，每个发动机都能够推动四辆汽车。SuperDracos 经过了细致的设计，全部由 3D 打印而成，这也是首款 3D 打印的火箭发动机。我将嵌入一段发动机发动的视频，因为它太精彩了。这是 SuperDracos 在接受测试：
https://youtu.be/VP_kGlmOH9U
龙飞船二号的 SuperDracos 有三个主要功能：
1) 在太空中进行操控
2) 推进着陆——下一部分重点讨论
3) 发生故障时中断飞行任务
第三点对于宇航员安全十分重要。哪怕是最先进的火箭有时也会发生故障，而且通常结果都是灾难性的。正如 Space X 向我们所展示的，龙飞船二号的飞行中断系统保证了航天飞机在爆炸发生前可以远离现场。如果之前两次坠毁的航天飞机拥有这个功能的话，机上的宇航员或许有望生还。下面是最近龙飞船二号中断系统运行情况测试的视频，出于某种原因让我非常崇拜：
https://youtu.be/FRqLNdwsPBM
视频无法完美呈现其中断系统的强大。8 个 SuperDracos 动力强劲，可以在 2 秒内将比一个足球场还大的龙飞船推向空中，仅 5 秒多钟即可使其升空 0.3 英里（约 500 米）。尽管其他载人航天器也曾有中断功能，但是只能在发射过程中介入，而龙飞船二号的中断系统从发射到进入轨道的整个过程中都可以启动。
马斯克还想对宇航员重新下定义，认为不是只有宇航员才能飞向太空。他的构想是普通人也可以登上 Space X 火箭，基本上无需训练或专业技巧便可以去往太空，就像我们现在坐飞机一样（这让我想起来曾经一度只有计算机科学家可以操作电脑，现在这看起来真是太落后了）。Space X 已经意识到现在是 2015年，而不再是 1965年 了，因此也改变了航天服的概念。马斯克特意坚持航天服要很酷，淘汰以往穿起来像棉花糖人式的造型。
Space X 和波音的首批载人航天飞机计划于 2017年 发射升空，但是目前美国参议院提议削减美国航空航天局的经费，这恐怕会将发射至少推迟两年。哦不！
这就是 SpaceX 在做的事情，以及它是如何赚钱的。递送服务做得也不错，SpaceX 获益颇丰，而且应该会长期保持丰厚的收益。谷歌和富达最近对 SpaceX 的投资后，公司价值提升到了 120 亿美元。
但是马斯克表示 SpaceX 落到那些谋取短期利润的人们手里将会是他的噩梦。我们在第二部分开始介绍的都是 SpaceX 在做的事情，但并不是 Space X 真正在做的事情。
研发出猎鹰 1号后，SpaceX 一直在努力做自己该做的事情，最好的证明就是猎鹰 9号目前能够送上太空的重量是其他方式无法匹敌的。
但是由于 Space X 收费很低，因此它依然只能实现渐进式的发展，它依然不是一个变革者。
Space X 真正在做的是更为远大的事业——他们正在努力实现变革式的创新，如果能够成功，他们可以将火箭发射成本降低 100 多倍，从根本上改变人类在太空中的未来，使多星球未来成为可能。
改变格局
还记得前面提到的这个问题吗？
马斯克估计如果将火星飞行的票价定在 50 万美元的话，蓝圈将会足够大，从而使绿色区域内的人数达到 100 万。他表示如果 50 万美元一张票相当于中产阶级在加州买一套房，"发达国家的大多数人到 45 岁左右可以攒够足够的钱进行火星之旅的。"
那么火星飞行离我们还有多远？1989年，老布什提议将美国宇航员送上火星，美国航空航天局估计这将花费 4500 亿美元。输送 4 到 6 名宇航员。相当于每人约 1000 亿美元。
很近了。这也就是马斯克每张票 50 万美元的 20 万倍。
2004年，小布什考虑把美国人送上火星。美国航空航天局说这将花费 500 亿美元。人均开支 100 亿美元。这是 50 万美元的 2 万倍，依然很贵。
你要把任何东西的价格降低 20 万倍，听上去都是不可思议。
马斯克打算从两个方面解决这个问题。
1）增加载客量
猎鹰火箭系列是 SpaceX 的摇钱树，但是猎鹰和龙飞船都无法将人送上火星。
首先，龙飞船的大小相当于一辆 SUV，至少需要 3 个月才能抵达火星。并非一个好计划。
其次，如果打算千里迢迢去往火星，最好很多人一起去。
所以 SpaceX 制定了长期规划，打算把猎鹰 9号造得像个热狗——
火星移民运输机。
火星移民运输机体积将十分巨大，由名为 Raptor 的动力更强的 SpaceX 发动机驱动，该款发动机目前已经投入使用；它的航天飞机将能够容纳至少 100 人。
那么，如果 SpaceX 能够实现这个目标的话，估计可以将目前每人的成本降低至少 20 倍。
当前的价格是构想价格的 1000 倍。
但是还存在一个问题，那就是 SpaceX 通过猎鹰的创新技术已经将火箭发射成本降低至了行业标准的 1/5，马斯克认为未来几年将降至行业标准的 1/10。小布什在任时估算的行业普遍价格要高出 100 倍。
更大的航天飞机有助于降低火星飞行的人均开支，但是它无法改变当前的商业发射行业，它仍然昂贵，无法载着很多人飞向火星，它无法解决马斯克所谓的"太空探索的根本问题。"
那么我一直大力宣传却又没有告诉大家的这个大变革式的创新是什么呢？
2）重复利用
想像一下如果目前的航空飞行与实际情况有一个关键的不同之处：一架飞机只能用于一个航班。每个航班使用的都是全新的飞机，飞行结束后乘客下飞机去往航站楼，而飞机则被拆分成金属零件，能够重复利用的部件则被送去翻新，以备制造新飞机使用。
造一架飞机的成本约为 3 亿美元。因此按照这种新的模式，航空公司除了乘务员工资和燃油开支还需要花 3 亿美元为每个航班造一架飞机。这会带来什么不同吗？
首先，因为受到了飞机生产速度的限制，航班非常有限。其次，目前一个人从芝加哥到旧金山的往返机票约为 150 万美元。为了经济。
空军一号依然存在。富有国家会有一个小型的军用航空舰队。只有少数政府愿意为了进行特定的科学试验而飞行。拥有百亿美元身家的人或许可以经常坐飞机，但是身家只有 10 亿美元的人根本坐不起飞机。那么你呢？你可能一辈子都坐不上一次飞机。
眼见这种情况，人们清楚断定没人愿意出门打飞的。政客们会反对将众多政府资金投入到这一昂贵的活动中。多数人甚至不太明白飞机飞行的原理，他们也不会浪费时间想象如果能坐上飞机世界将会是怎样的。这甚至不会成为话题。我们可以开车、坐火车和坐船去旅行。
知道我下面要讲什么吗？
历史上还未曾有谁，无论是美国人、苏联人，当然还有联合发射联盟不思进取的大佬们都没想出来如何让火箭重复利用。火箭制造需要数月的时间，然后飞向太空，在大气层燃烧或金属残片落入大洋。并不是没人尝试过——美国和苏联都曾斥资数百亿美元解决这个问题——只是没解决得了。
"航天飞机"系统原则上是"可再利用"的。但是"航天飞机"有三个部分：航天器是可以完全再利用的，火箭虽然技术上可以再利用，但是需要 9 个月的时间进行翻新，从而抵消了成本优势，而巨大的橙色大油箱则完全无法再利用，发射完成后立刻成了垃圾。因此 3 个部分只有 1 个部分可以再利用，因此"航天飞机"任务的开支是每架航天飞机 16 亿美元（每位宇航员 2 亿多美元）。
体积更大的航天器加上 SpaceX 能够降低成本的创新技术从理论上讲应该能够实现每人 5000 万美元的目标。而这个数字是假设每趟飞行都要制造新的火星移民运输机。
SpaceX 首先需要想办法把火箭发射进轨道。现在，他们面对着一个更为艰巨的全新的挑战——重复使用性。如果 SpaceX 能够建起所谓的"可以迅速完全再利用的火箭系统"的话，那么发射成本便只包括燃料、维修和内部支持系统，就跟飞机一样，从而将太空飞行的成本降低了 100 倍。或许更低。
那么怎样才能做到呢？
首先，你必须找到一个更好的着陆方式。马斯克描述了三种火箭和航天器的着陆方式：
第一种着陆方式（最为基础的）：伞降至大海
l.当前几乎所有能够着陆的航天器都是采用这种着陆方式。
问题：降落伞只能在用空气的地方使用，例如月球；在高腐蚀性的咸水中着陆会严重损坏设备；不够体面（想象一个本应吓人的外星人却背着降落伞落在我们的大海里，然后游上岸的那副囧样）。
第二种着陆方式（中等）：在跑道上展开侧翼和轮子
"航天飞机"采用的就是这种着陆方式。
问题：侧翼只能在有空气的地方使用，例如月球，或者没有跑道，除了地球外几乎都没有跑道；虽然这种方法适用于航天器，但是火箭几乎无法使用，而全部重复利用的话航天器和各级火箭都得着陆。
第三种着陆方式（先进）：推进式着陆
推进式着陆指的是与火箭发射同路径返回。阿波罗月球登陆组件（例如阿波罗 11号"鹰号"登月舱）就是采用这种方式在月球着陆的。
采用推进式着陆，火箭或航天飞机可以利落地在着陆平台上着陆，对火箭和飞船的破坏最小。
想象一架航天飞机进行推进式着陆比火箭进行推进式着陆更加容易，因此我们曾经见过航天飞机采用这种着陆模式。龙飞船二号的设计确保了它可以实现完美着陆，因为龙飞船二号用于紧急中止的 SuperDraco 发动机也可以用于着陆。龙飞船将能够在太阳系内任何固体星体的任何类型的表层着陆，就像直升机在地球上着陆一样轻松。采用相同的方式进行火箭着陆是一个新奇的想法，而且难度更大。
SpaceX 对猎鹰和龙飞船的重复利用性的研究目标值得我们关注：
https://youtu.be/sSF81yjVbJE
如果成功的话，火箭和航天飞机就可以在数小时内着陆、补给燃料，然后返航。就跟飞机一样。
洪科萨向我解释说最为重要的一步是研究如何使猎鹰的第一级着陆。这是因为第一级火箭的造价相当于一辆大型喷气式客机，占整个火箭造价的主要部分（特别是发动机），如果这一步成功的话，将会是一个巨大的飞跃。他们将向包括目前还心存许多疑虑的航空航天工业在内的整个世界展示重复利用确实是可能的。他们将为其他火箭制造商大幅降低成本奠定了基础，开启了太空旅行的新纪元。
这就是对第一级火箭着陆的构想（点击查看大图）：
这里的"燃烧"是指单个主发动机燃烧（中间的发动机）。由于重量是发射时的一个关键因素（载重已达极限，几乎无法再增加重量，否则火箭无法载重进入轨道），火箭将有足够的燃料进行三次燃烧。第一次燃烧是让火箭在弹道轨道（即火箭升空时的正常弧线）上停止，然后指引其抵达着陆地点。第二次燃烧是为了减速，即从 3000 英里 / 时降低到 550 英里 / 时（885 公里 / 时)，以防止其在大气层烧毁。第三次燃烧是在着陆平台上进行，使火箭速度降低到 5 英里 / 时（8 公里 / 时）。
由于无法预测天气变化，因此火箭里安装了许多软件来感应外力和调整飞行轨道。火箭上装有名为"栅格翼"的襟翼，展开后可以调整火箭的前进方向（栅格翼和登陆腿也可以使火箭减速，将终端速度减半）。栅格翼在大气层中时工作，但是太空中没有空气，栅格翼无法发挥作用，火箭从而依靠"冷气推进器"喷出的气体，即火箭喷射出的氮气控制方向。
如果一切都能按照计划进行，火箭在发射约 9 分钟后将在距离发射台 200 英里外的在海上漂浮平台上着陆：
这很难。如果把尺寸缩小，这就像是在大风天里把一支铅笔发射出去，使其越过一栋摩天大楼，然后落在地上的一个鞋盒里。SpaceX 把控制火箭从大气层下降这个挑战比作"在暴风之中拿稳你手中的橡胶扫帚柄。"《大众机械》杂志称之为"一场扣人心弦的杂耍，因为数千个部件中只要有一个出现问题就会使整个系统崩溃。如果火箭平稳的降落在平台上，那是因为数百万个极为精密的自我调节装置保证了猎鹰 9号在急速下降过程中的稳定。
为了琢磨自己的技术水平，SpaceX 建造了一款名为"蚱蜢"的一级火箭。2012年，他们已经能够将蚱蜢火箭发射到 12 层楼的高度，空中停留数秒钟后返回发射台。
https://youtu.be/B4PEXLODw9c
随后的两年间，他们将蚱蜢发射到了越来越高的高度，最后终于将一台货真价实的猎鹰 9号一级火箭发射到了一公里的空中，然后火箭返回发射平台。
最后，终于是时候尝试真正的发射了。2015年1月，SpaceX 进行了一次常规发射，第一级火箭返回了大气层，并准备着陆。但情况是这样的。（有声音的话会更有趣一些）：
https://vine.co/v/OjqeYWWpVWK
马上着陆了！ISH! SpaceX 的工作人员是这么称呼非计划内迅速解体。
他们本来打算在 2月 再进行一次发射，但是由于天气原因被取消了。他们终于在 4月 有了尝试第二次发射的机会，结果却是这样的（加速后的视频）：
几乎……就要……落在上面了……但是火箭翻了个跟头，然后爆炸了。
第三次试射原定于在 6月 进行，但是我们都知道 6月 发生了什么。
那么，如果你是现在才开始关注这件事，你应该感到庆幸它还没有进行。你可以现在开始关注，然后通过现场直播亲眼见证他们创造历史（我发现追赶 SpaceX 发射日程的最好方法是关注本维基页面, 而要时刻了解重大进展和寻找发射网络直播链接的最好办法是在推特上关注 Space X）。2015年，他们可能会进行多次试射。如果历史是一个指示器的话，一旦 SpaceX 成功一次，他们恐怕以后每次都可以成功。
我在为撰写本文做调查时，为了确认马斯克说 50 万美元一张去往火星的票不是在开玩笑，我给他发了一封电子邮件，邮件里我解释了我所看到的逻辑，目的是打探一下他是不是说真的。他是这样回复的：
没错，这些提高的数字看上去很离谱，但不是不可能实现。解决的关键是火箭的重复利用性和低价的推进剂（甲烷和二氧化碳的分子数比为 3.8）。当然，我们可以在火星上制造返程用的推进剂，因为火星大气中二氧化碳随处可得，土壤中还有许多冰冻水。
从技术上来说，我们的设计目标是每趟飞行可以承载 100 公吨以上的实用的货物，因此应该能够带 100 多人飞向火星。这取决于每人所需的支撑质量和可携带的行李重量。
航空电子设备、传感器、通讯设备、飞船细部结构、发射平台和其他方面都已实现了大幅的进步，而且乘坐航天飞机比坐公交车有趣多了，因此我觉得以后每趟飞行 100 人这个数字还会大幅增长，或许会增加到好几百人。同时，我们还能对头等舱收取更多的费用来进行补贴。
上述所有因素和将价格降至 10 万美元 / 吨或每人最终是可能实现的，因为推进剂占了飞行成本的主要部分，而推进剂主要成分是 40 美元 / 吨的液氧（不过每顿货物需要大量液氧）。那真是非常棒了！
坐飞船去火星是可以负担得起的了。
SpaceX 第二阶段要做的工作正是实现这个目标，而且他们似乎已经快要成功了——或许就在十年后。一旦成功，他们就可以开始最后阶段的任务——那就是改变一切。
第 3 阶段：移民火星
主角：火星移民运输飞船
目标：将 100 万人送上火星
今天，已经没人谈论火星，很少有人会想火星会和不久的将来会产生什么联系。除非我错过了什么重大情况，或有什么不可预计的事发生，否则在今后 10-20年 里，人们必将开始前往火星。你在有生之年或许就有机会去火星。激动人心的时刻就要来了。
这是比较难理解的话题之一，因为只要你一想起这事，你心里就会排斥。通过了解 SpaceX 在做什么，他们为什么要这样做，你的态度会发生 180 度大转弯，再也不会认为人类移民到火星是彻头彻尾的无厘头，而会认为这是件非常重要的事，实现它的可能性是存在的。但这和你真的相信这事能发生是不同的。即使你在读本文时同意文章的观点，但如果要你立马拿出 1000 美元来打赌，赌人类在 20年 内能不能上火星，你极可能赌"不能"，因为在你的内心深处，你压根就不是真正接受本文的观点。公平地说，你是个经验主义者，经验告诉你，上火星不是人类能做到的事。
但我完全相信，在今后几十年里，你会大吃一惊，原因很多；而且，如果你打算接受这种可能性，那你就好好消化一下"第 3 阶段：移民火星"里阐述的事实吧，这个更实际，也更现实，真的！
本文以下内容是马斯克和其他业内人士的猜测。以下是这些人对事情发展的预测：
在人类正式登上火星前，会有个初步阶段，即把无人航天器发射到火星。马斯克告诉我，第一步是"发送无人驾驶宇宙飞船到火星，以便成功发射飞船到火星后还能够返回地球"，这一步预定在 2020年 前实施。接下来将执行小规模无人货运任务，把设备、居所和供应物资运到火星，以便首批抵达火星的人能够生存下去，而不会死掉——他们需要水、需要住处、需要工具在火星上把化合物转化为氧气，还需要肥料种植庄稼等。
然后就要上演重头戏了。可能在十年内，有人要把首批人类送往火星了，担当这项任务的可能是 SpaceX。50 岁以下的那些人，抱怨自己没赶上好时候，为没能亲眼目睹 1969年 人类登上月球的盛况而耿耿于怀，现在，你终于有机会登上火星了。在地球的某个角落，可能就有个火星版的尼尔·阿姆斯特朗。没人知道会是谁，连他们可能自己都未曾想象过，但他们的名字很快就会耳熟能详。
这将是件多么了不起的事啊！
这不仅是人类首次踏上另一个星球，也是有史以来，人类到过的最远的地方。
国际空间站 (ISS) 离地表大约 250 英里（402 公里）。而月球离地球的距离比国际空间站要远 1000 倍（239000 英里或 384000 公里）。火星的情况更复杂。把地球和火星想象成两个沿着跑道在跑的人。火星在最外侧，地球在最里侧，火星跑一圈的路程约相当于地球的两倍。这两个星球通常在"跑道"完全不同的两个地方，相互之间的距离非常遥远。但是，每隔 26 个月，地球和火星会在轨道上擦肩而过——这就是你往返地球和火星之间的最佳时机。
地球与火星擦肩而过时，根据他们在各自轨道上的位置，相互之间的距离能够近到只有 3400 万英里（5500 万公里）。其他时候，他们相遇时，相互之间的距离约为 6000 万英里（1 亿公里）。
即使在最佳情况下，火星仍然是那么遥不可及。为了做对比，我们回到地球直径为一米的假设上。如果地球的直径为一米，那么国际空间站就在离地表 1 英寸（2.5 厘米）的地方。月球则离地球有 100 英尺（30 米）。而火星离地球的距离根据年份不同，则为 2.5 英里到 5 英里（4 公里到 8 公里）不等。登陆火星和登陆月球完全不一样。如果把从地球去月球比做横渡英吉利海峡最狭窄的地方，那么从地球去火星就相当于横渡整个大西洋了（而去国际空间站就好比从海滩往海里走出 117 英尺（35 米））。
我们还可以通过了解光年是什么去理解它们之间的距离：
然后，我们就会知道，火星离地球最近时，距离大概为光传播三分钟的行程。
下一次地球、火星肩并肩将是 2016年——时间太早，我们什么也做不了。但是，当它们于 2018年 夏天再次相遇时，如果带有 SpaceX 标识的运输工具登陆火星，不要觉得意外。马斯克已经抛出一个大致的预测，2025年 到 2027年 间，将会有火星版的尼尔·阿姆斯特朗在火星上迈出那著名的一小步。
但就像尼尔·阿姆斯特朗那著名的"一小步"，这将会是人类的一个伟大成就——而不是"一大步"。一大步还在后头。
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因此，等到火星旅行票价大跳水、首批载人火星任务打开火星的大门之后，我们就可以准备移民火星了。但问题就来了，"谁愿意付几十万美元参加一个可能很危险、耗时三个月的旅行，去一个更寒冷的南极，没有可供呼吸的空气，也不能沐浴在阳光之中？？"
有件事我们没有说到，就是黄色圆圈里的问题：
我们已经努力把票价控制在可接受的范围内，但我们似乎忘了问，马斯克从一开始为什么就认为真有人想去火星呢。
马斯克已经意识到了这个问题，而且就右边圆圈里的问题思考了很多。在上文的邮件中，他提到"坐游轮总比坐公交有意思，所以我觉得随着时间的推移，每次航班可能不止 100 名乘客，会增加到几百名"——这就是马斯克对右边那个圆圈的思考。他还谈到为火星居民返回地球提供免费回程票的重要性，这就是他对右边那个圆圈的思考。当 SpaceX 描绘出这样、这样或这样的景象时，这也是他们对右边那个圆圈的思考。
让我们把这个"百万地球人移民火星"的任务简化一下：世界上很快就有 80 亿人口了。在 21 世纪期间内，就算前后总共有 200 亿人生活在地球上。在此期间，要让一百万人移民火星，只需要每两万人中有一人属于维恩图中间的重合部分。假设想去火星的人的社会经济地位分布比较均匀，那么就可以得出下面这个简单的公式：
移民火星成为一种选择后，火星旅行的价格并不会降到每人 50 万美元，想到要卖掉所有东西并发射到另一个星球，几乎每个人都会感到害怕，因此这两部分的人数会非常少。
不过，这没关系——我们不需要 100 万人都在绿圈里才开始移民。因为美国就是这样演变来的。在 1605年，有维恩图中绿色想法——"移民新大陆"的人也是非常少的。但还是有人非常乐意跑到詹姆斯镇和普利茅斯去定居，所以我们可以断定第一批上火星的人也抱有类似的想法。
没人确切知晓把人运输到火星的方式，但可能会是这样：火星移民运输飞船将包括两大部分：巨大强劲的第一级，和第二级，也就是宇宙飞船。第一级将会把宇宙飞船发射到轨道，然后返回地球（助推式着陆），重新添加燃料、略做维护，再用来推动另一架宇宙飞船上天。地球与火星在轨道上相互接近的前几个星期里，将不断发射宇宙飞船。届时，SpaceX 将发射某种空中加油机，为轨道上的宇宙飞船补充燃料（该空中加油机还将作为第二级火箭，因此，它会消耗不少燃料，以便进入轨道）。
地球与火星相互接近时，将会有一批火星移民运输飞船——马斯克称为之"移民舰队"——绕地飞行，加满燃料，做好出发准备。时机恰当的时候，舰队便会直奔火星。
三到六个月后，宇宙飞船将会抵达火星，穿越火星大气层，并完成助推式着陆。人们走出宇宙飞船，之前先到火星的人或许还会给他们这些后来者举办个有趣的欢迎会，然后在接下来的几个星期里从宇宙飞船里搬下所有的物资。
大约两年后，火星与地球再次接近时，也就是地球上的人正准备发射下批移民舰队的同时，两年前飞向火星的宇宙飞船也将返回地球，并带回已经受够火星生活的人。
三到六个月后，宇宙飞船会返回到地球上，助推式着陆，然后进行维修，以便两年多以后能再次去火星。
如此循环往复。
与早期定居者一样，火星上的最早定居者会面临重重困难——他们必须为自己建造一个居所，最终还要在第一个火星城市里工作。为此，马斯克猜测，每发射一架宇宙飞船载人去火星，同时还得发射十架载有货物和日用品的宇宙飞船。3
他们将需要以下基本物资：
- 能源。不排除核能源的可能性，但马斯克认为将以太阳能为主。早期阶段，太阳能电池板要从地球带过去。对此，马斯克有个想法，就是把太阳能电池板做成折叠、充气式，以便可以卷起来（就像那些烦人的派对喇叭一样）。
- 氧气。火星上需要一座生产氧气的工厂。火星上的制氧原料很充足，例如大气中的 CO2 和地表的 H2O，所以在火星上制氧也不是那么难。
- 水。火星两极有大量的冰，而且其他纬度也可能有冰，再加上地下的冰，因此我认为这将是件棘手的事，不过火星上的居民可以铺设管道系统，把液态水引入居住区。
- 食物。火星上需要有农民和植物学家，还需要肥料和密封温室。
- 室内。在火星上，你不能不穿太空服就出去，否则你的血液会因气压不足而沸腾，极低的气温会冻死你，而且因为没有太多的大气或磁场，太阳辐射分外强烈，它会像连环杀手一样扒了你的皮。在地球上，我喜欢宅在家里，而在火星上，只有呆在家里才能活下去。至少在开始的几十年里，火星城市只能在巨蛋之内。早期定居者在建造巨蛋建筑群时，将会建好小型的居所。此外还需要其他室内空间用于储藏、建造建筑物、办学校和医院等等。
- 火箭燃料。有了燃料，宇宙飞船才能返回地球。火星移民运输飞船将使用甲烷作为燃料（理由很多，我真的不想解释，而你也不会真的想听）。甲烷就是 CH4，火星上的 CO2 和 H2O 里也有 CH4，用甲烷做燃料完全行得通。火星上的居民还需要生产燃料，供火星上的地面交通工具使用，如火星车等等。
- 互联网。这将由卫星提供（可能是 SpaceX 的西雅图新厂制造的卫星），网速会相当快。
- 其他必要设备。用于通讯、医疗、建设等用途。
这只是保证基本生存所需的最低限度的物资清单。但是随着时间的推移，会有更多人移民到火星，城市会不断发展，定居者也能够开始建造一些让生活更加体面的东西：餐饮、酒吧、电影院、体育设施等等。
到那个时候，情况就会开始变化。
最艰苦的时期将会过去，会有更多的人会想移民火星。
首批返回地球的飞船会带人回去，而这将告诉地球上的每个人，去火星并不是一去不返的单程票——然后会有更多的人想去火星。
首批返回地球的人会因他们的勇气而得到人们的交口称赞，而火星上的人会把他们的经历写成畅销书，其他人则会把早期的移民生活拍成电视节目，并会成为地球上家喻户晓的人物——然后会有更多的人想去火星。
地球上的人会看到有关奥林帕斯山和水手峡谷周边火星远足的精美照片，山脉是如此之高，峡谷是如此之深，远远超过地球上的山脉和峡谷——然后会有更多的人想去火星。
地球上的人会听说从 20 英尺高的悬崖上跳下去还能毫发无损，还会看到有关新式极限运动的 YouTube 病毒视频，这些动作只有在火星重力仅相当地球重力 38%的条件下才能做到——然后会有更多的人想去火星。
如果你在想这是不是假期短途旅行，马斯克解释道："这可不是什么假期短途旅行。为了这次旅行，你必须省下所有的钱，变卖所有的家当，就像最初抵达美洲殖民地的人们一样。"但他也指出了发现新大陆的兴奋和新奇——好几个世纪来，地球上就没有过这种感觉："对于那些想尝试新事物的人来说，火星上有大量激动人心的机会——从第一家披萨店到第一家铁矿冶炼厂，再到各种各样的第一次。对于那些想参与创造新文明的人来说，这将是真正让人兴奋的事情。"
与此同时，随着地球上想去火星的人不断增多，维恩图右边的圆圈不断增大，SpaceX 将继续创新，每 26 个月的周期后，去火星的票价会比上次更低——然后左边的圆圈也会增大。
当 SpaceX 开始证明送人上火星是项切实可行的商机时，其他企业就会参与竞争。马斯克认为，除了 SpaceX 之外，全世界目前没有哪家企业能在这个问题上真正取得重大进展（他一点也不看好火星一号），但是，如果其他私人公司或者像欧洲航天局或中国航天局这样的大型航天机构出于自身利益加入进来，他认为这会有助于火星事业的发展。
也就是说，一旦人类首次登陆火星，此后地球与火星每次出现同步时，选择移民火星的人数都将随之增加，甚至有可能呈几何指数级增长。马斯克认为，到 2040年，火星上就应该有繁荣的城市了。
在那之后的某天，将来的某个时候，新的移民舰队会抵达火星；届时，火星上的人口总数将首次突破 1 百万大关。
那时我们就已经达成 B 项目标了。
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马斯克可能看不到我们达成 B 项目标的那天。他认为，舰队移民至少要 40-50年 后才有可能发生，也就是说，从 21 世纪 20年 代中期开始算，应该是 2070年 左右，到时马斯克都 99 岁了。但他仍然有机会在高科技的火星城市待上一段时间。他说，他希望晚年时去趟火星，再回地球，然后返回火星开始退休生活，但有一个条件："如果我确信 SpaceX 没有我也能很好地运行下去，还会沿续之前的道路走下去，我就会离开"。
不仅要达成具体的火星人口目标，马斯克还希望在他临终之前知道我们正朝着他所描述的另外一个目标迈近，那就是"达到一个临界值，这样一来，即便切断地球供给，火星殖民地也可以正常运转下去。"。他说："这非常重要，宇宙中可能已经有众多文明因为困在一个星球上而灭绝，只有实现这个目标我们才能避免沦为其中之一。"他粗略估计，这个临界值是 100 万人，但谁也无法确定。
要是有一天，我们达成了这个目标，那时才是尼尔·阿姆斯特朗说的"人类的一大步"。人类的未来会更加安全，才更有可能在遥远的未来生存下去。这就像为硬盘做了备份。在某个地方，Quignee 会厌恶地扔掉他的尿布。
是时候让巴尼·弗兰克意识这点了。等你明白 SpaceX 为什么要把人送上火星时，你会不会觉得像弗兰克（他说把人送上火星纯粹是浪费钱的行为）这样的政客有点短视呢？
当我听到政府说，"现在就别操心去火星的事了，我们在地球上都还有这么多问题没解决掉呢"，听起来就像有人说，"要是我没这么多账单在等我付钱的话，我就会考虑我的健康问题了"。地球上总有些重要的事情要解决，要是我们总被地球上紧急的事情绊住我们，而不能去解决重要的大局问题，我们就会遭遇非常严重的生存危机。
马斯克想让我们移民火星主要有两大原因，"备份硬盘"只是其中之一。下面让埃隆自己告诉大家另外一个原因是什么。这是我和马斯克在 SpaceX 的餐厅首次谈话的视频（请点击这里）
在这篇文章里，我们大多数时间是在讨论第一个问题，移民火星的长期理由——马斯克称之为"防御理由"——而且，为了了解此事的重要性，我们必须放大来看。但在他谈到移民火星的另一个理由时——因为他相信这将会是"历史上最大的冒险"——马斯克却又缩小来看问题。第二个理由并不关乎遥远的未来和物种的命运，而是关乎现在活着的人，关乎我们共同投身于这场冒险的方式——即使我们自己对去火星并不感兴趣，也关乎这将如何改变我们对世界和生活的看法。
为了强调这个观点，马斯克还谈到了阿波罗计划："生活不仅只是解决问题。它还需要一些能够激励你的事情——让你感到身为人类的一员是多么的自豪。阿波罗计划就是这样的例子。虽然只有寥寥几人到过月球——但是，事实上我们每个人都去过月球。我们间接地去过。我们分享了那次冒险的经历。我觉得，没人会说那是个坏主意，也没人会说那没什么了不起。我们需要更多这样的经历——至少我们需要'一些'这样的经历。"
太空一直令所有人向往——这就是 20 世纪 70年 代有许多孩子长大想当宇航员的原因。但我生长于上世纪 80年 代或 90年 代，那时候世界的注意力已经回到地球了，太空只不过是个小插曲——我认识的人没一个真正想当宇航员。正如阿什利·万斯在他的书中写道，"太空看似深不可测，但太空行业其余的部分已经让太空这个话题变得十分无趣。"
一直以来，我非常羡慕那些生活在上世纪 60年 代的人，他们有幸亲眼目睹了那个激动人心的时刻。在我构思《人类与太空的故事》的时候，上世纪 60年 代总像是一段沉寂岁月中侥幸存在的精彩十年。
但是现在，我认为登月只不过是山雨欲来的前奏。如果没认识到这点，我们可能就会站在生物史上一个巨大飞跃的悬崖边上，而事后看登月，那只不过是地球上生活全新时代诞生前的第一次阵痛。而且，我们还有可能真的能亲眼目睹新时代的到来。
当然，这种说法比较乐观——这也是你想在有关 SpaceX 的文章中看到的，因为它和埃隆·马斯克有关。这个故事有可能以很多种平淡无趣的方式在现实中演绎出来。也许 50 万美元一个去火星的名额不太实际。也许马斯克的那个假设——如果他能提供一个去火星的方法，就会有很多人想去——是错误的。也许火星上的生活会变成专出精神病的人间炼狱，然后陷入无法无天的噩梦。没人敢保证。
故事就是这样——还没读到下一页时，你就不知道下一页会发生什么。
但是，我的本能告诉我，我们可能更接近"人类和太空的故事"的开篇，而非中间或结尾。现在我们似乎还在"第 1 章：囿于地球"的结尾部分——或许是最后一页。随着故事的发展，人类活动的舞台开始不再囿于地球，"人类和太空的故事"最终会与"人类的故事"融为一体。
就像公元前 2500年 美索不达米亚的农民无法预测我们今天会如何一样，我们也无法预测下几个章节会发生什么，但 SpaceX——世界上最雄心勃勃的公司——正肩负着谱写第 2 章前几页的重任，并朝着充满希望的方向书写着故事（假定你认同长久存在的人类物种是个充满希望的概念）。文章的最后，让门我们畅想一下他们成功后会发生什么吧。
SpaceX 的未来
让我们从下面这个问题出发，开始思考 SpaceX 的未来，"要是我们有 1 百万人移民火星……接下来会怎样？"要是真的成功了，会有以下几种可能性：
有海洋和森林覆盖的火星
鱼离不开水。它们一生都活在水里。鱼离开水后，就会痛苦挣扎几分钟，然后死去。
空气之于人，犹如水之于鱼。我们体内的每个细胞只能在和地球表面完全相同的条件下工作——我们站在火星表面，就像鱼离开水，被扔到渔船的鱼桶里。
养宠物鱼的时候，你会买个鱼缸，在你的房间里给鱼创造一个小小的生存环境。我们开始移民火星后，我们也需要住在"人缸"里——可能像这样
我们的"人缸"会是地球表面条件的缩影，温度、气压、氧气含量和太阳辐射都调节到我们以及我们种植的农作物能够适应的水平。要不是你和红色天空之间有层玻璃天花板，还有你可以跳得超级高，你肯定会忘记自己并不在地球上。作为一项临时计划，"人缸"是行得通的。但火星上的生活并不是临时的——移民火星的设想是要让日益增加的人口在那个星球上繁衍生息数千年。这也是马斯克把火星称为"需要不断修缮的星球"的原因。
移民火星后，接下来的挑战会更加艰巨——我们要把火星变成我们的家园。
对此，我们有个专门的术语：地球化。要让一个星球地球化，就意味着要把这个星球的条件改造成和地球差不多。而这就是科技的力量——只要我们有足够的科技，我们真的可以让整个一个星球实现地球化。具体要怎么才能实现这个目标是值得考虑的，当然，我们现在有的只不过是几种潜在策略。但基本的流程差不多应该是这样：
1) 融化火星南极数量巨大的冰。
火星上有充足的冰，足以创造一个 36 英尺（11 米）深、覆盖整个火星的海洋。如果能融化这些冰，我们就能触发一连串的连锁反应。我们可以先融化部分冰，形成液态的海洋，在出现水蒸气的同时，还会释放冰中捕捉的二氧化碳。这些温室气体会让大气密度增加，捕捉到越来越多的太阳能，使地表升温。热量越多，融化的冰就会越多，释放的二氧化碳和水蒸气也就会越多，捕捉的阳光也会越多，火星地表就会进一步升温。整体温度只需升高 7 华氏度（4 摄氏度）就足以触发这种失稳温室效应。
有很多方法可以引发这个失稳过程——在太空中放置镜子把更多阳光反射到火星、在火星两极引爆核弹，或者引导含氨的小行星撞击火星等等。
2) 通过向空气中注入大量温室气体来加快这一过程。
人类可以在火星上建立工厂，把火星上的元素转化成温室气体，从而加快这个过程——基本工业化的光合作用。利用二氧化碳是可以的，但科学家们也有自己的办法，他们专门研制了一些气体，它们更能捕捉太阳能量——例如甲烷或氟利昂 (CFC)。
3) 种植植物
我们先从可以在南极洲生存的微生物开始，然后种植像苔藓之类的低等植物，最后种植大量的常绿林。
然后，生命和自然之轮自会开始转动。NASA 的行星科学家克里斯·麦凯说："你不需要建设火星，你只要让它变得暖和起来，然后撒点种子就行了。" 换句话说，如果你做好了上述第 1 步到第 3 步，这一切就会自然而然地发生：
上面的情况开始一个接一个地发生之后，我们在火星上生活的问题就会开始得到解决。火星上也有气候变化，温度和气压都低，但可以生存——随着时间一年一年的过去，这些条件都会变得越来越好。到时人们可以不穿太空服就在外面行走。但在长时间内，还是要戴面罩。这就涉及到地球化最艰巨的部分了——
4) 让空气变得可呼吸。
由于我们双管齐下，一边建立光合作用工厂，一边种植植物进行光合作用，火星上的氧气含量会越来越高。但速度会非常缓慢。在现有的科技条件下，在一两个世纪内，我们对此无能为力。关于火星上的空气要多久才可供人自由呼吸，科学家们的预测分歧很大，最短预测要 300年，最长要几千年。因此，除非出现科技突破，否则戴面罩出门的情况还会一代又一代地久久延续。
总有一天，也许是 1000年 后的某天，火星会被完全地球化。等到那一天到来时，你会看到这样一幅画面——
——而你根本意识不到你看到的画面究竟是哪个星球。地球和火星将成为需要三个月路程的两个普通地点——就像 100年 前的美洲和欧洲一样，那时还没有飞机带你穿梭两大洲。到时有人就可以选择在地球上生活，但去火星上大学。火星上的退休夫妇可去地球旅行。企业可以在两大星球设立总部。地球和火星上的人可以紧密联系、互发电子邮件和短信、观看另一个星球的电影或电视剧（但不会有电话或 Skype 通话——因为数据传输受到光速的限制，根据两个星球的位置，从一个星球发送到另一个星球的短信也要 3 到 22 分钟才能收到）。
一切皆有可能。在一篇有关这个话题的论文中，宇航专家克里斯托弗·麦凯和罗伯特·祖布林得出结论："21 世纪的科技就足以让火星条件发生急剧变化。"
火星之外
总有一天，这个视频可能成真：
当作家罗斯·安德森问马斯克以火星为基地去太阳系其他地方的前景如何时，马斯克表现得非常乐观："如果我们能建立火星移民地，我们就基本可以移民整个太阳系，因为我们到时已经创造了强大的经济动力，能够提高太空旅行的技术。我们可以登上木星的卫星，至少能够登上最外圈的几个卫星，甚至还有可能登上土星的泰坦星（土卫六）和其他小行星。一旦我们有了强大的经济动力，以及地球-火星经济体系，我们就能征服整个太阳系。"
但是，他接着说，"关键在于我们要让火星殖民地运转起来。如果我们有机会派遣人员去其他星系，我们就必须专注于成为多星球文明。这是下一步。"
那么，移民火星不只是因为我们要向外发展并为地球做"硬盘备份"才显得重要，这也是因为移民火星能让我们了解如何移民新星球，并将其地球化。如果人类要长期生存下去，那么这可能是我们能够拥有的最重要的技能。
如果有充足的时间，我们就会向太阳系的其他许多星体进发，并把它们地球化，改造成我们能够称之为家园的星球。这就开启了一些不可思议的可能性。比如，头上顶着木星穿越森林：
或者有一天，在海难上观看地平线上的土星：
太阳系可能会成为一个广阔的人类世界。或许木星的卫星欧罗巴（木卫二）将成为太阳系的科技中心，而土星的卫星泰坦（土卫六）将成为娱乐行业的胜地。或许有些人愿意在一个天体上终其一生，而有些人可能会是狂热的旅行家，吹嘘他们到过 12 个星球。也许有一天，太阳系大议会将要求各个学校把"地球史"作为必修课，在各个星球长大的学生们有一天会嚷嚷着要去看看大家所指的"文明的摇篮"，去看看那个星球上巨大的动物、著名的城市和古代遗迹。
向外探索
我们不会驻足于此、停滞不前。通过太阳系继续向外扩张会给我们赢得很多时间，让人类更加长久地存续，这漫长的时间足以让我们发明出新技术，总有一天，我们能够长途跋涉到其他恒星和像地球一般围绕它们旋转的行星，从而成为一个多星系文明。就像 17 世纪移民到新大陆的先驱，以及 21 世纪移民到火星的先驱一样，开始时，只有最大胆的人才敢选择踏上历时几十年的漫漫移民之路。与以往一样，随着时间的推移，带着家人去其他星系旅行也将成为司空见惯的事。
由于光速的限制，一个人或许可以收到身在另一个星系的老朋友发来的信息，但那其实是这位朋友十年前发出的；要是他们回复了信息，可能要再等 20年 才能再收到朋友的答复。距离会让人疏远，时间一长，不同恒星系的人类最终将不再是同一个物种。
小小地球上在过去几百万年里点亮的意识之光将洒遍银河系，甚至其他星系，演变成上千个不同的生命形态。世系中的大部分生命都不会很清楚自己究竟从何而来，但那些深知自己历史的人将会向你讲述大跃迁的故事，那是古代历史长河中的一个巅峰时刻，就在那时，他们的祖先脱离母胎，变成了征服者。
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资料来源
撰写本文涉及 100 多个资料来源，有些来源以灰色小号字体在全文的脚注中标明。我并没有在此列出全部资料来源，有些也不是对所有人都有用，我只想较为宽泛地谈一谈我是如何为撰写此文收集资料的：
谈话。在撰写本文期间，我非常幸运能够有大量的机会接触埃隆 马斯克。我利用这些机会问了他一些在我经过大量研究并尝试深挖其事业理念之后仍未得到解答的问题。我在近期的 CASIS 会议上，还和 SpaceX 的一些高级职员、NASA 宇航员苏妮塔 威廉和卡伦 尼博格，以及 NASA 和 CASIS 的几位高级职员交谈过。
网站。My Chrome 有几个月发疯了，在我调查过程中总是丢三落四。于是我开始以通常的方法查找资料——用谷歌搜索，并查阅了维基百科相关文章中列出的参考书目。但我发现自己总是流连于几个特别有用的网站——spacex.com、nasa.gov、space.com，还有这份非常方便的载人航天发射清单。我还在 Reddit 上找到一些好东西，例如 space 和 spacex 的子版块。我还以撰写本文为由，研究了一下我最喜欢的两个太空迷互联网作家 / 艺术家的网站：兰德尔 芒罗的 xkcd（这个网站全是一些关于火箭、星和探测器的精彩漫画和帖子）和杰森 科特基的 kottke.org（我用 space tag 过滤出一些跟太空有关的帖子）。
PDF。有用的搜索工具——谷歌"【你需要知道的事情】pdf"。网上有那么多经过审慎研究的学术论文。例如，通过谷歌搜索，你可以读到大量有关卫星行业的交易，还会看到一堆漫无边际、并不完整的文章，但你在搜索的内容后加上"pdf"的话，你可以迅速地找到这个，这篇文章最后成为我了解卫星行业的主要参考文件，还能找到这个，这篇文章告诉了我有关太空垃圾的一切知识。
书籍。就像其他此类文章一样，阿什利 万斯的《马斯克传》全是有用的花边新闻，我在这篇文章里就引用了一些。在撰写本文的同时，我还在洗澡和上下班的时候听《火星人》这本有声书，但它的内容在写这篇文章时根本用不上。不过这本书其实很不错，以有趣的方式讲述科技。如果你喜欢这篇文章的话，你或许应该读读这本书。
观看马斯克采访。如果你想多了解马斯克一些，YouTube 上有相当多的马斯克采访，很多都集中在这个页面。有些采访非常好：Sal Khan 采访马斯克、他在麻省理工的采访和问答，还有这个采访，记者问了他很多非常隐私的个人问题，让他感觉压力很大。还有数不清的专题视频演示了 SpaceX 和其他公司制造的火箭和引擎是如何运行的，非常引人入胜。
文献。和 SpaceX 无关，但我推荐阅读几篇关于阿波罗和航天飞机计划的精彩文献：罗恩 霍华德的《月之阴影》和包含六个部分的《当我们离开地球》。
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转自 waitbutwhy 作者：Tim Urban
原文链接：http://waitbutwhy.com/2015/08/how-and-why-spacex-will-colonize-mars.html
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