學霸的軍工科研系統 第1077章

作者:十月廿二

  二號操作檯前的蘇雲同步啓動預電離系統,射頻波將等離子體電離度進一步提升到15%。

  每一個帶正電的氦離子在磁場中受到洛倫茲力作用,沿着與磁場和流速都垂直的方向偏轉,而質量更小的自由電子則以相反方向邉印�

  這種電荷分離在發電通道兩側的電極上產生電勢差,當外電路接通時,電流便開始流動。

  蘇雲緊盯着霍爾探頭的讀數:“等離子體β值0.25,磁雷諾數80,流動穩定性良好。”

  “電壓穩定在48千伏,電流160安培……發電功率7.7兆瓦!”

  控制室裏爆發出震耳欲聾的歡呼聲。

  技術人員們互相擊掌,有人甚至偷偷抹起了眼淚。

  彭覺先走到主控臺前,調出所有關鍵參數的曲線。

  反應堆咝衅椒,發電效率比預期高出12%。

  最重要的是,整個系統證明了核能直接轉換爲電磁能的可行性——這在太空環境中意味着無需龐大散熱系統就能實現高效發電。

  “所有系統都咝型昝溃覀冏龅搅恕!表n陳峯上前兩步,來到彭覺先旁邊,“給常院士打電話吧。”

第1485章 月球還是火星

  當天的稍晚些時候。

  京城,國家航天局。

  會議室牆上的電子時鐘顯示14:23,燈光在午後的陽光下似乎顯得格外明亮。

  戰略決策會議已經進行了兩個小時,但空氣中仍然瀰漫着濃郁的緊張與期待。

  橢圓形的會議桌周圍坐滿了華夏航天領域的頂尖專家,投影屏幕上,螢火一號傳回的火星地表高清圖像與嫦娥三號拍攝的月面環形山交替閃現——

  2010年是華夏航天發展的關鍵轉折點,按照十幾年前華夏航天所制定的戰略規劃,在天宮一號和嫦娥二號任務順利完成之後,整個第一階段就已經接近完成。

  而此時,華夏航天人正站在十字路口,需要決定下一階段的研發方向。

  尤其在軌道外探索方面。

  是繼續全力深耕月球,還是分出一部分資源,向更遠的火星進發?

  儘管這種級別的決策顯然不可能在航天局層面上直接做出,但大量專家如果形成統一意見,仍然能極大程度上影響決策層的判斷。

  因此,無論出於個人得失還是國家航天計劃的發展前景,雙方都不願意輕易妥協退讓。

  華夏科學院國家空間科學中心主任吳記推了推眼鏡,站起身走向投影屏幕。

  實際上,他不僅是螢火一號,同時也是嫦娥一號和嫦娥二號工程的項目負責人,並不像其他大多數與會者那樣先天帶有立場傾向。

  但經過深思熟慮之後,他還是選擇爲火星探測爭取更多資源。

  “各位同事,根據螢火一號最新傳回的數據,我們已經成功繪製了火星高層大氣和電離層的三維結構圖。”吳記的聲音沉穩而有力,說話的同時點擊遙控器,屏幕上隨之出現了一組複雜的數據曲線和彩色圖像。

  按照最開始的計劃,螢火一號/福布斯-土壤探測項目會是一個涉及面較廣,但相對渿L輒止的試探性合作,只是在常浩南的促成之下,後者將探測目標從火衛一轉向火星,也因此而降低了不少難度,發射時間也從原定的2011年提前到2009年。

  迄今爲止,螢火一號和福布斯號都已經成功咝辛�218個火星日,甚至超出了設計壽命。

  “特別值得注意的是,“吳記繼續道,調出一組新的光譜圖,“在火星晨昏線附近,我們觀測到了顯著的等離子體密度梯度變化。這與地球電離層有本質區別,表明火星大氣與太陽風的相互作用機制更爲複雜。”

  他放大了其中一組數據:“我們首次確認了火星電離層中存在金屬離子層,主要成分爲鐵、鎂和鈉。這些金屬離子來源於微隕石燒蝕產物,它們在火星磁場缺失的情況下形成了獨特的垂直分佈結構。”

  吳記停頓了一下,環視會場:“更重要的是,福布斯號探測器已經完成了對烏托邦平原南部區域的詳細勘測。”

  屏幕上切換爲一張地形圖,上面標註着各種彩色標記:

  “通過中子反照率測量和地下雷達掃描,我們認爲該區域可能存在豐富的水冰沉積,深度在表層以下1到3米處,純度高達60%-70%……以上研究成果將在與俄方科學家協調後共同發表……”

  儘管“火星表面存在水”這件事已經從最初認爲的不可能逐漸成爲學界共識,但如此直觀的證據,還是讓會場響起一陣低聲討論。

  吳記要的正是這種效果。

  等待片刻之後,他提高了聲音:“基於這些發現,我建議將第二階段深空探測的部分資源轉向火星,我們已經有能力支持更大規模的火星表面探測,甚至建設並維持一個長期咝性诨鹦擒壍郎系难芯吭O施……”

  但不出所料地,如此激進的計劃很快引來反對。

  “我不同意這個觀點。”載人航天工程應用系統副總指揮顧印東院士直截了當地表態。

  這位七十多歲的老院士頭髮花白,但眼神銳利如鷹,作爲華夏探月工程的元老級人物,他對月球探測有着難以動搖的執着。

  “火星探測固然重要,但我們必須考慮實際可行性。”

  顧印東站起身,走向另一側的屏幕控制器:“嫦娥三號的成功已經證明,我們在月球探測領域的技術已經成熟。”他調出月球車傳回的最新數據,“根據X射線衍射和激光誘導擊穿光譜分析,我們在雨海地區發現了鈦鐵礦(FeTiO3)含量異常高的玄武岩樣本,鈦含量達到8%-12%,遠超地球同類岩石。”

  月球上的鈦鐵礦是未來原位資源利用的關鍵目標。通過氫還原法可以從中提取氧氣和金屬鈦,前者可供呼吸和火箭推進劑使用,後者則是建造月面設施的優質材料。

  隨後,他又放大了一張永久陰影區的熱紅外圖像:“更重要的是,繞月探測器在月球南極沙克爾頓環形山內壁發現了水冰存在的直接證據,通過LEND中子探測器測量,我們估算該區域水冰儲量可能超過100萬噸……這些內容,吳主任你應該也是非常清楚的。”

  顧印東轉向在場的其他人,語氣變得更爲堅定:

  “這些資源對於建設月球科研站至關重要。相比之下,火星資源還停留在理論推測階段。”他再次停頓了一下,“因此,我們應當繼續集中全部力量,在探月計劃繞、落、回三步完成之後,儘早、儘快建設無人值守但長期存在的月球科研站,並在此基礎上發展有人科研基地。”

  顯然,他的野心相比吳記來說並不小。

  雖說月球相比火星離得更近,但在上面直接蓋基地仍然堪稱大膽。

  或許是自己也意識到了這點,顧印東又補充道:

  “在今年年初,上級已經在內部通氣會上表示過,接下來的十年,是我國在航天領域搶佔話語權和領導權的關鍵階段,探月計劃在能夠滿足這一要求的前提下風險更低、投入更少、週期也更短。相比之下,火星探測的不確定性較高,分散精力和資源有可能導致錯失時機,因此應設置在更下一步開始考慮。”

  這一段內容把技術可行性和政治需要嚴密結合起來,殺傷力果然了得。

  作爲空間探測部門的主管一把手,誰先誰後對於吳記個人而言影響不大。

  但他顯然不願意這麼容易就放棄自己的主張。

  “顧院士,火星的資源潛力同樣不可忽視,福布斯號已經採集了火星土壤樣本,土壤號返回器預計三個月後抵達地球。”他調出採樣機械臂的工作錄像,“根據激光誘導擊穿光譜的實時分析,這些樣本可能包含含水硫酸鹽和層狀硅酸鹽,這些都是水巖相互作用的重要證據。”

  “可能?”顧印東搖頭,“吳主任,科學講究的是確定性。月球我們已經有了實地數據,而火星還停留在'可能'階段。”

  會議室裏的氣氛變得凝重。航天局負責人孫燕來局長坐在主位上,沒有立即表態。

  作爲華夏航天的掌舵人,他需要權衡各方面的因素——不僅是科學價值,還有政治影響、經費分配和技術風險。

  這時,工程院梅元洪院士突然舉手示意發言。

  這位極地建築專家很少在航天會議上主動發言,但他帶領的團隊已經祕密開展了三年的外星建築研究。

  “各位,關於在地外行星建設科考站或基地的可能性,我們已經有了一些方案。”

  梅元洪的聲音溫和但堅定,說話的同時打開自己的筆記本電腦,接入投影設備之後投出了一組建築結構圖:

  “這是我和團隊設計的'三葉草'月球科研站概念。核心思想是利用原位資源建造,最大限度減少地球咻斬摀!�

  屏幕上顯示出三個相互連接的艙體結構,圍繞一箇中央核心艙。“我們借鑑了南極科考站的經驗,但採用了更先進的材料和技術。”他放大其中一個細節圖,“外殼採用月壤3D打印技術,使用微波燒結法將月壤顆粒熔結成堅固的陶瓷層,厚度30釐米時可提供相當於1.5-2米混凝土的輻射防護。”

  “建築內表面則採用凱夫拉縴維增強的聚酰亞胺氣凝膠作爲充氣結構,“梅元洪繼續解釋,“這種複合材料在-180℃至150℃範圍內保持穩定,可承受0.5個大氣壓的壓差,結合外部主結構,完全可以承受月球表面的環境。”

  會場響起一陣驚歎聲。

  梅元洪又展示了一段結構測試視頻,畫面中一個通體鉛灰色的建築模型被安置在一個被密封起來的測試平臺上。

  旁邊壓力計的讀數表明,平臺外部已經被抽成了接近真空狀態。

  “我們的1:10模型已經通過了真空、溫度循環和微隕石模擬測試。如果投入足夠資源,十年內我們就有望在月球上建立半永久性科研站,至於人員駐留……這取決於載人登月的時間節點。”

  不難聽出,他其實是站在“月球派”一邊,畢竟只有顧印東提到了外星基地的部分。

  然而,後者聽罷卻是臉色一變。

  梅元洪支持他不假,但會前二人並未進行過通氣,導致剛纔那番話裏其實有不少能被對方利用的部分。

第1486章 在軌加註

  火星土壤也稱“風化層細粒物質”,其物理化學性質與月壤有顯著差異。較高的鐵含量使其具有更好的微波吸收特性,而存在的水合礦物則可能在燒結過程中起到粘結劑作用。

  果然,吳記立即予以回應:

  “梅院士的設計非常出色,但同樣的原理完全可以應用於火星。”他調出一組對比數據,“實際上,火星土壤的顆粒特性反而更適合原位生產——平均粒徑50微米,形狀係數0.7,且含有2%-3%的氧化鐵,這些都是理想的燒結原料,而且據我所知,京航大學方面已經進行過不少相關研究。”

  “另外。”不等梅元洪有所反應,他又繼續道,“火星大氣雖然稀薄,但仍然能提供約5%地球表面的大氣壓力,這對充氣結構的應力要求更低,即便從使用壽命和失效概率的角度,火星也更具優勢。”

  “各位,請允許我插一句。”緊跟着吳記的發言,火星探測任務總設計師張榮喬突然開口:“根據螢火一號的磁力探測數據,我們發現火星表面存在局部強磁異常區。”

  他調出一張火星磁場分佈圖:

  “我們知道,火星沒有很強的固有磁場,但其地殼中仍保留了古代磁場的‘化石’記錄。這些磁異常區域跨度可達1000公里,強度在10-1500nT之間,能偏轉部分太陽高能粒子。特別是在南半球高地,磁場強度可達地球表面的15%,雖然不足以完全阻擋宇宙射線,但仍然可以提供足夠的輻射防護。”

  張榮喬展示了最新的輻射劑量模擬結果:

  “在磁異常區的地表,如果結合必要的防護技術,設備,或者宇航員接受的年輻射劑量可控制在150mSv以下,基本相當於國際空間站的水平,這比月球表面的500mSv要安全得多。”

  會場內又一次活躍起來。

  只不過,大家的興趣被轉移到了火星上面。

  “但登陸火星的難度呢?”

  顧印東不能放任大好的局勢反轉,只好祭出殺招:

  “月球只有地球六分之一重力,而火星是三分之一,着陸過程需要更復雜的減速系統,更不用說咻d能力的問題……我們眼下最強大的咻d火箭是長征五號,地球同步轉移軌道咻d能力有大約14噸,但要將載荷送往火星,由於需要更高的逃逸速度和更長的轉移軌道,咻d能力會大幅下降至5噸左右。”

  “即便是計劃中的長征九號,近地軌道咻d能力預計140噸,火星轉移軌道咻d能力也只有20噸左右,對於載人任務來說仍然非常極限,而且就算成功,也會像阿波羅任務那樣,無法開展太多複雜的研究活動。”

  說到這裏,他敲了敲面前的桌面,以示強調:

  “而如果要建設科研站乃至基地,那就需要單次50噸甚至更高的火星轉移能力……這樣的數據,即便放眼整個人類航天史,也只有僅停留在設想階段的祝融星-大力神火箭能夠實現,而至少在可見的未來內,我們還沒有這一級別咻d火箭的研發計劃。”

  祝融星-大力神是能源項目的最終版本,體量幾乎兩倍於咚捅╋L雪號航天飛機的能源號。

  因爲指標過於誇張,一般都被算作是“設想”範疇。

  應該說,顧印東這一波確實命中了火星計劃的死穴。

  上限偏低。

  爭奪領導權這種事情主要看一個噱頭,在這種事情上,你哪怕發射一百個無人探測器,也不如真的把人送上去一次。

  而以10年的窗口期來算,搞出支持載人登月的長征9號尚有可能,但要在此基礎上再增加近一倍的推力……

  時間方面屬實來不及。

  一直沒有明確表態的孫燕來局長也緊跟着開口:“張總師,你們的發現確實重要,但正如顧院士所說,登陸火星本身的技術挑戰仍然存在……“

  會場陷入了沉默。每個人都知道他說的是事實——

  除非有什麼革命性的技術突破。

  就在這僵持時刻,載人航天工程總設計師周平建清了清嗓子:“各位,我想提一個可能被忽視的方案。”他停頓了一下,“常浩南院士在幾年前曾提出過一個深空探測中轉站的設想”

  會場立刻響起一陣低聲議論。

  在座的絕大多數人其實都聽說過這個項目,只是都沒有被納入到“未來十年”這個期限的考慮當中。

  實際上,如果換個人提出類似設想,那麼甚至都不會被當做一個正經的“項目”來看待。

  最多隻能算是規劃。

  也就是常浩南今年還不到四十歲,眼瞅着未來還有二三十年能親自跟進,所以纔多了幾分嚴肅性。

  孫燕來微微皺眉:“周總師,那個項目太過超前了。在地月拉格朗日點建設中轉站,需要的技術和資源——“

  “但理論上可行,“周平建堅持道,調出一張軌道力學示意圖,“如果在L4點建立中轉站,我們可以分階段向火星,或者月球咚臀镔Y和人員。先使用常規火箭將組件叩街修D站,在那裏進行在軌加註,或者組裝成更大的飛船。”

  他事先並沒有進行這方面的準備,因此只好臨時繪製一個簡單的圖形演示:“如果考慮在軌加註的方案,那麼無論月球還是火星,單次發射的質量要求都會大大降低了,更重要的是,從中轉站出發的任務可以容許更大範圍的時間窗口,使用更低能量的轉移軌道,節省30%-40%的推進劑。”

  這一次,就連最先主張瞄準火星的吳記都忍不住搖頭:

  “可是那需要數十次發射和太空組裝,前置的成本和時間都難以估量,而且更關鍵的問題是,相關技術還全都處在技術論證乃至初步方案階段,很難說什麼時候才能正式轉入開發階段……”

  “……”

  他想要推進火星項目不假,但還不至於爲此而不擇手段。

  現場的環境重新變得嘈雜起來,來自不同單位和研究方向的技術人員紛紛發表看法,一時間竟顯得有些焦灼。

  突然,會議室角落的小門被推開。

  一名年輕的聯絡員快步走了進來,臉上帶着掩飾不住的興奮,並快步來到孫燕來局長身後,俯下身子低聲說了幾句話。

  在近百道目光中,孫燕來的表情從一開始的驚訝變成茫然,接着迅速轉爲震驚。

  他先是抬起頭,扯過話筒,似乎想要對所有人說些什麼,但猶豫片刻之後又重新捂住麥克風,再次跟那名聯絡員耳語了幾句。

  直到後者連續點了三次頭之後,孫燕來終於深吸一口氣,重新看向面前的幾十號人。