马斯克或许会颠覆航空行业,让飞机成为过去

神译局2021-04-25
第一个方法是用大火箭,第二个方法是用超级高铁。

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编者按:马斯克从不缺乏想象,也不缺乏实践。他已经打开了电动汽车行业的大门,通过Starship星际飞船和超级高铁(Hyperloop),他或许还会颠覆航空行业。本文译自Medium,作者Will Lockett,原标题为" Is Elon Musk About To Make The Aviation Industry Obsolete? ",希望对您有所启发。

Photo by Yuri G. on Unsplash

埃隆•马斯克(Elon Musk)倾向于革新行业,比如PayPal、特斯拉和SpaceX。他是否准备在航空业上也革新一把呢?

2019年,全球航空业产生了9.15亿吨二氧化碳,约占全球人类碳排放量的2%。这是我们集体足迹的很大一部分。

加入马斯克吧,他已经启动了汽车领域的电动革命。他会在航空业上做同样的事情吗?遗憾的是,你短期内不会看到特斯拉飞机,电池还是太重了!但埃隆还有锦囊妙计。事实上,他有两个方法,这两个方法不会革新航空业,相反,它们会彻底摧毁航空业。这就是埃隆·马斯克的计划,让污染严重、速度缓慢、沉闷乏味的飞机变得无用。

他的第一个方法是火箭,大火箭。

Starship星际飞船是能带我们去火星的飞船,装载能力为100吨以上。但是,马斯克如何负担得起开发这样一艘飞船的费用呢?如何通过利用它来击败长途航班,从而在地球上的洲际旅游业中大赚一笔呢?让我解释一下。

任何有价值的火箭都必须将有效载荷送入近地轨道(LEO)。LEO就在大气层之外,要想上近地轨道,你需要速度足够快。国际空间站在LEO,它的运行速度约为7.66公里/秒或17135英里/小时。以这个速度,你可以在40分钟内从纽约旅行到悉尼(9929英里)。相比之下,一架飞机要花大约一天的时间才能完成同样的旅程。

所以如果Starship星际飞船可以在任何天气下持续着陆而不会爆炸,那么理论上,它可以从纽约起飞,进入LEO一段时间,然后在一小时内重新进入澳大利亚上空!所以在Starship星际飞船上可能不提供电影,可能只有一集情景喜剧。难吃的飞机餐也没有了,因为会在微重力状态下飘离你。

所以,Starship星际飞船可以跑过地球上的任何飞机?但是它环保吗?而且这项服务会花很多钱吗?

虽然一艘Starship星际飞船在发射过程中会消耗4600吨推进剂,但它的效率和环保程度是相当高的。这是因为Starship星际飞船和它的助推器火箭(超重型)是以甲烷为燃料的。

甲烷燃烧时非常干净,产生的副产品极少。让我们将其与NASA的SLS火箭进行比较,SLS火箭是一种氢固体火箭助推器,其有效载荷明显低于Starship的70%。一艘SLS发射产生大约538吨二氧化碳,5.1吨烟灰,8.5吨氮氧化物,302吨无机氯(基本上就是催泪瓦斯)和423吨氧化铝。这些不同的化学物质,都对大气有害。

相比之下,Starship星际飞船产生2683吨二氧化碳和1.7吨氮氧化物,除了一些水蒸气,没有任何有毒的催泪瓦斯或任何东西。Starship星际飞船每公斤有效载荷确实比SLS多产生60%的碳,但这并不奇怪。

当火箭变得更大时,它们的燃料使用量往往会飙升。这是因为他们需要更多的推力来转移更重的重量,这意味着需要更多的燃料来驱动更大的引擎,这意味着它更重,这意味着它需要更多的推力,更多的燃料,等等。因此,Starship星际飞船运载超过42%,每公斤只多产生60%的碳,这是不可思议的事实。氮氧化物的含量出奇的低是因为甲烷在相对较低的温度下燃烧。总而言之,Starship星际飞船是最干净的火箭之一!

但从某种角度来看,我的2009款大众高尔夫S1.4已经行驶了80000英里,在这段距离中只产生了102吨二氧化碳(至少根据大众的数据……)。这意味着星际飞船飞行产生的二氧化碳相当于我行驶2,104,313.7英里所产生的二氧化碳。因此,将这艘星际飞船称为“生态友好型”似乎有点牵强。但这取决于甲烷的来源。

如果埃隆想让星际飞船达到碳中和,这其实很简单。地球上的生物大量产生甲烷。大多数厌氧菌吸收二氧化碳并利用它进行化学反应,在此过程中产生甲烷,这被称为甲烷生成。这就是屁中甲烷的来源,来源于你肠道中的厌氧菌。但是,因为这些生物使用的二氧化碳是从大气中抽出来的,这意味着从这些生物来源收集的甲烷是碳中和的。

甲烷之所以成为碳中和燃料的好选择,是因为你不需要一个庞大而复杂的生物/合成燃料工厂,只需获取排放的废物甲烷,你就拥有了火箭燃料。更少的基础设施,更少的污染,更容易获得和生产碳中性火箭燃料。

所以下次你放屁的时候,你可以大声宣布,你在生产可以把我们带到火星的火箭燃料。话虽如此,我还是应该写一篇关于要放多少个屁才能把我们送到火星的文章……

所以,Starship星际飞船的二氧化碳比任何喷气式飞机或螺旋桨飞机更容易达到碳中和。你甚至可以更进一步,因为最近的技术进步使NOx捕获变得可行,而且由于每次发射产生的量很小,你也可以轻松抵消这种污染。这几乎就像是马斯克把Starship星际飞船设计成一个碳中和的火箭……

那么,价格呢?这么大的火箭一定很贵吧?SpaceX公司并没有透露票价,但我们可以通过他们公布的数据和一些粗略的类比得到一个合理的估计。

马斯克曾表示,他希望每次发射的成本为200万美元。所以乘客的票价必须达到这个数字。他还说过,近地轨道的有效载荷将超过100吨,我们知道它至少需要100吨,所以我们用这个数字来计算。由此,我们得到了每公斤20美元的价格,比今天的任何火箭都便宜(SLS每公斤6000美元)。

现在,我们不能就这么把100吨重的人推到船上然后就收工了。让我们用一架波音747来模拟安全舒适的需求。747的载客量为366人,有效载荷为112.7吨。这意味着每位乘客的自身、座位、行李和飞机上的物品会占用约308公斤的重量空间。

Boeing 747 — Photo by Nick Herasimenka on Unsplash

以747作为一个粗略的类比,我们可以猜测Starship星际飞船至少可以搭载325名乘客,总成本为200万美元,或者每位乘客6153美元。这可与今天的中程长途飞行相媲美。只是需要40分钟,不是一整天。例如,在我写这篇文章时,新加坡航空公司从纽约到悉尼的单程机票价格为10969.89美元,需要34个小时。而且这还不是最便宜的机票,由于新冠疫情,机票仍然很贵。但是,在疫情爆发前,同样的旅程的头等舱机票花费超过2万美元,这并不可能的。SpaceX可以让你的旅行时间缩短30倍,体验零重力,价格不到头等舱的一半,相当于高价经济舱。

不难看出,即使马斯克每张机票的收费远远超过5万美元,全球定期航也会持续售空。你终究会去太空的。按照这个价格,他每次发射将获得超过14,250,275美元的收益。这就是埃隆开发能把我们带到火星的方法,用它也能在地球上赚很多钱。

我甚至还没搞清楚埃隆会如何利用旧石油钻井平台作为Starship星际飞船的可移动起降平台。那是另一回的事了。

因此,Starship星际飞船比目前航空行业的任何一家公司都更便宜、更快、更环保。长途飞机可能很快就会成为过去。但是,短途旅行呢?

这次,方法不在于寻找星星,而是在我们的脚下,那就是超级高铁(Hyperloop)。

与SpaceX不同,我们还没有任何价格或有效载荷,所以我无法做任何有趣的分析。但当你看超级高铁的工程时,也会发现它更快、更便宜、更环保。

超级高铁实际上就是一列穿越真空管的豪华列车。这款游戏的理念是,玩家在自己选择的目的地(比如洛杉矶和旧金山)之间打通一条隧道,然后将其中所有的空气都吸走。然后你将一列加压火车(你希望乘客能够在几乎没有空气阻力的情况下前进)送入管道,这样不仅速度快,而且效率高。

理论上,这样的系统可以达到760英里每小时(比波音747快190英里每小时),并且完全由可再生能源提供动力。更棒的是,马斯克建议他可以开发一种汽车运输系统,你可以把电动汽车开到火车上,快速到达目的地,然后从另一端开出去。

洛杉矶到旧金山是超级高铁计划中的第一条线路,路程约375英里。坐飞机大约需要一个半小时,坐超级高铁应该只需要半个小时!

现在,超级高铁远不及Starship发达,但马斯克已经和他的亿万富翁朋友理查德·布兰森合作,将其开发成功能性原型机,然后进行商业运营。有趣的是,布兰森,一个在航空业有相当大的股份的人,也已经在与马斯克合作这个项目了。这就好像他预测超级高铁将在未来几年内取代飞机旅行,并希望加入这场革命一样。

当然,鉴于所有这些,我是在猜测。我不知道埃隆·马斯克(Elon Musk)内心的想法,但我能说的是,马斯克正在采取一些重大的行动,以主宰运输行业,不仅在地球上,而且在太空中。而且,似乎没有人能妨碍他。

所以,无论你想去哪里,无论是开车去商店,还是去附近的国家旅行,还是飞越半个地球,甚至是降落在另一个星球的表面,马斯克都为你准备了一艘飞船。

准备好迎接未来几十年的精彩旅行吧。

译者:Jane


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