第四十六章 先進推進技術(2 / 2)

迷失在星空 純牌老狼 2720 字 2022-09-17

阿波羅計劃登月艙使用的是四氧化二氮和肼類液體常溫推進劑,接觸可自燃,可靠性高,這也是cnsa以前發射成功率相對較高的原因,不像氫氧發動機的燃料儲存容易出問題。

常用的四氧化二氮n2o4和偏二甲肼udmh對環境污染大,兩者都有劇毒,前者腐蝕性大,後者還能致癌,無數從事推進劑研究及生產的工作人員患上了肝病及癌症。六年前聯合國環境保護署unep牽頭禁用了這種雙組元自燃推進劑,只有極少數國家沒有簽字。航天從業者聽到消息彈冠相慶,他們以前就巴不得這些要命的東西早點消失,只是它的門檻低,外加很多洲際導彈都用這類推進劑,所以一直無法徹底淘汰。

asa的化學火箭發動機都使用清潔燃料,一開始就是走這個路線,公司高層沒有給它的前身宇航科技研究院任何壓力,知道這事急不得。

超燃沖壓發動機和脈沖爆炸波發動機都是wlms軍用飛行器分部的研究成果,asa只搞宇航用的發動機,不同,交叉部分則由聯合調度中心協調利益分配。

非常規推進技術中最常見的就是電發動機,可以利用太陽能、同位素電池和核反應堆的電力。按加速工質的方式不同,電發動機有電熱發動機、靜電發動機和電磁發動機的三種類型。

電熱發動機利用電能加熱氫、胺等工質,使其氣化,經噴管膨脹加速後,由噴口排出產生推力。靜電發動機的工質(汞、銫、氫等)從貯箱輸入電離室被電離成離子,然後在電極的靜電場作用下加速成高速離子流而產生推力。電磁火箭發動機是利用電磁場加速被電離工質而產生射流,形成推力。電發動機具有極高的比沖(700~25000秒)、極長的壽命(可重復起動上萬次、累計工作可達數萬小時),但產生的推力小。

asa用aid代表這類發動機,aid-1是電磁發動機,aid-2是靜電發動機,aid-3是電熱發動機。

aid-1即可變比沖磁等離子發動機和微波等離子發動機,是離子發動機實驗室的主力研發方向。aid-2使用的工質是氙或汞,內部也稱為離子發動機。aid-3使用的工質是胺,它的用途是快速轉向,彌補aid-1和aid-2的不足,最常見的使用方式是aid-3配合aid-1。aid-1和2有同質化的傾向,兩者的後續產品越來越接近。asa最新設計的電磁發動機已經兼容兩種推進方式的優點,當然這跟公司的習慣有關。

核發動機實驗室還處於掩耳盜鈴的保密狀態,玩的仍是「寧叫人知,莫叫人見」的那套,知道董事長大人是始作俑者,漢密爾頓這次一並列出來。

如果上述的是常規先進推進技術,核發動機則屬於略帶科幻色彩的先進推進技術。asa研制成功的是固體堆芯核裂變發動機,推進劑為液氫,比沖860秒,跟nasa的同類產品相當。核裂變發動機項目組正在研制是氣體堆芯核裂變發動機,設計比沖7000~10000秒,推力可調,推進劑為液氫或液氮。

固體堆芯核裂變發動機的代號是and-1,氣體堆芯的則是and-2,這是asa僅有的兩種研究和改進項目。如果and-2研發成功,登陸火星的載人飛船將以它為主動力。asa的計劃是十年內登上火星,建立小基地。

核裂變發動機的防護很麻煩,正如古巴耶夫所說,氘氦三核聚變發動機才是最適合在太陽系內行走的動力,燃料豐富,推力極大,比沖可達一百萬秒。易組合,易防護,大推力可以使用液氫或液氮作推進劑,中小推力則與離子發動機配合。

asa的太陽系外探測器將使用氘氦三核聚變發動機、等離子發動機和激光推進復合動力。至於時間表,管理層在密謀,但李庄不知道,也沒問。他目前最感興趣的就是月球、火星、木衛二和土衛六,另外金星可以看看。

核聚變發動機在asa的代號是atd,氘氚聚變發動機為atd-1,氘氦三聚變發動機為atd-2,反應堆主要使用慣性約束技術,超聲波核聚變是備選,但李庄這個科普級人士認為不靠譜。

化學發動機、電發動機和核發動機都屬於可以想象的范圍,電磁軌道炮發射小型衛星沒被asa上下認為是同類,連代號都懶得給,因為這個項目的主導是和花旗國空軍吵架的情況。

剩下都是另類的推進方式,asa給離子風發動機的代號是aid-5,正式接納了這個小實驗室。asa高層對這種無法在真空中使用的發動機很關心,認為它有前途。

帶有夢幻色彩的是反重力發動機,理論有十來種,都像模像樣,但反重力實驗室到現在也沒能玩出成果來。作為正式單位,他們的代號為aid-6,可見asa高層仍期望物理學進步後能在第一時間制造出這種超級發動機。

宇航動力學實驗室反物質發動機項目組的員工都來自物理學部,目前依賴於物理學部的進展,只有架子,暫時沒代號,屬於可期但很科幻的先進推進技術。

動力學實驗室的高級貨最多,非常規的太陽帆和激光帆都有研究。lta空間站有真空能實驗艙,它是納米科技研究院、理論物理研究所和宇航動力學實驗室真空能推進技術項目組共管的實驗艙。

真空能發動機與反重力發動機一樣是科幻小說中常見的貨色,但科學家們仍在撓頭。要想在此領域取得任何成功,就必須能做到對量子真空制造出斥力效應。根據理論是可能的,而制造及測量出斥力效應的實驗很繁瑣。反重力實驗艙的進展離研發出真正的真空能發動機差十萬八千里,副產品倒不少,勉強能自給自足。

熱力學定律是制造出真空能發動機的攔路虎,尤其是質能守恆定律,這個工學基石仍具有強大之極的生命力,只能改進,很難駁倒。我們利用現有理論體系制造出了眾多的產品,說明這個體系大部分是正確的,不管理論體系怎么變化,技術體系只能被改進,而不會被證明錯誤,因為這違反認知,已經存在的東西不需要反駁。如果連被制造出來的成品都能成為幻影,那我們人類的存在也沒有什么意義。

自如地提取真空零點能,載人飛出太陽系會很輕松,而不像目前這樣只有探測器才有可能抵達外星系。

博大精深的物理學是自然科學的基石,至於數學到底是它的母親還是兄弟姐妹,爭論沒有什么意義。

漢密爾頓的文章符合公司的保密原則,計算機專家草草掃過便陷入發呆狀態。時間和空間結構,意識與物質,都是老生常談但復雜無比的話題。

「我不需要了解這么多,如果誰能告訴我智能產生的原因,那我可以拜他為師,看來有必要增加對土衛六研究項目的資助。」李庄突然想到「泰坦研究」。

nasa、esa和asa共同發起了這個項目,用於研究生物進化,經費不算充足,當年負責土衛六研究的科學家們大部分都老了,仍在一線奮斗的沒幾個。

「我的心也老了,要是時間可逆就好,那我可以回去看看父母,唉,舅舅?」計算機專家又想起了雙親,隨即聯想到母親唯一的哥哥,外公的大兒子,剛剛過世。

李想前天回去奔喪,但計算機專家心如鐵石,似乎沒有這個人,包括麗莎在內都不知道他真正的想法,「機器人」大名在外。

;