SpaceX火箭的火星探索 动力藏在全球最大的氢气工厂里

很久很久以前，人类就开始仰望星空。科技的发展，让人类冲出了生存的蓝色星球，开始探索广袤的宇宙。为了在宇宙里走得更远，火箭的燃料自然很重要。

美国一家初创公司—— Green Hydrogen International（GHI），不久前公布了一个 60GW 的可再生氢气项目，这个项目位于得克萨斯州，将由风能和太阳能供电，采用盐穴进行储存。

盐穴储存，图片来自：Green Hydrogen International

得克萨斯州南部 Duval 的这个「氢城」，会是全球最大的绿氢生产和储存中心，建成后每年将生产超过 250 万吨绿氢（通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源制得的氢气），约等于如今全球灰氢（是通过化石燃料燃烧产生的氢气）产量的 3.5%。

项目以 Duval 中彼德拉斯平塔斯盐丘的储氢设施为中心，通过管道将绿氢输送到 Corpus Christi 和 Brownsville，在那里将其转化为绿氨、可持续航空燃料和其他产品，或通过管道直接输送到全州的氢能发电厂和其他用户。

氢城项目规划，图片来自：Green Hydrogen International

在 Green Hydrogen International 公司公布的项目计划里，绿氢的其中一项用途是可持续火箭燃料，该公司正在考虑在Brownsville 将氢气与二氧化碳结合起来，为德克萨斯州南部的发射作业制造一种绿色甲烷火箭燃料。

图片来自：Green Hydrogen International

Brownsville ，正是 SpaceX South Texas 发射场的所在地，2018 年，SpaceX 宣布这个发射场将专门用于 SpaceX 的 Starship 运载火箭。

图片来自：VISIT Brownsville

SpaceX 目前正在开发一种新型火箭发动机—— SpaceX Raptor，用于开发中的SpaceX Starship，Raptor（猛禽）发动机将使用低温液态甲烷和液态氧作为燃料，而不是该公司迄今为止使用的基于煤油的燃料。

在成立 SpaceX 时，马斯克就表示过自己的宇宙探索目的地——火星。要想完成火星探索，怎么去和怎么回都是需要解决的问题。

图片来自：SpaceX

冲出地球后抵达火星，发动机要产生足够的比冲，比冲的上限由燃料决定。探索后从火星返回地球，出发时就带上返程的燃料，增加了火箭的负荷，明显不太现实。因此需要在宇宙中补充燃料，让火箭能够返回地球。

目前来说，较为理想的火箭燃料应该是液氢和液氧，但液氢的制备和储存难度较高。而甲烷的冰点（约 -182°）与液氧的沸点（-183°）相当，相比于与液氧和煤油，液氢和液氧之间的温度差，对燃料储箱的要求较低，也能减轻结构重量。

图片来自：VISIT Brownsville

另外，甲烷液氧发动机的比冲，介于液体氢氧发动机和液氧煤油发动机之间，能冲向火星。更重要的是，火星的环境中有二氧化碳和冰，可以制成甲烷和氧气，也就意味着，使用 SpaceX Raptor 的火箭，可以在火星上补充燃料。

可再生能源毫无疑问是未来的发展方向，Green Hydrogen International 利用可再生能源得到的氢气，又有多样的用途。有了 GHI 的氢气提供助力，希望 SpaceX 的火箭在火星着陆的那一天能快一些。