搞出一種反重力裝置,秦元清將之交給自己的學(xué)生們?nèi)ヲ?yàn)證、測(cè)試,他則是來(lái)到了航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院,然后十余個(gè)人在會(huì)議室開(kāi)啟了關(guān)于等離子體引擎技術(shù)的相關(guān)討論。
是的,秦元清一直認(rèn)為,使用火箭等傳統(tǒng)運(yùn)載方式,并不適合太空時(shí)代,人類真正要在太空時(shí)代有所作為,必須采用電推進(jìn),電推進(jìn)結(jié)合可控核聚變,完全可以使得航天器擺脫能源不足的困境。
為何人類登月難度很大,去火星或者金星難度更大,至今沒(méi)有一個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)載人登上火星或者金星,一個(gè)很重要的原因就是能源的限制,不管是液體裝置還是固體裝置,所能攜帶的能源是極其有限的,而且液體或者固體燃料越多,在發(fā)射過(guò)程中消耗的燃料自然也就越多。
可是電推進(jìn)、可控核聚變兩者相結(jié)合,卻可以完美的解決液體、固體燃料的瓶頸,可以說(shuō)人類想征服月球,征服太陽(yáng)系,就必須解決電推進(jìn)問(wèn)題。
如今秦元清已經(jīng)解決了可控核聚變,解開(kāi)了能源的束縛,在太空時(shí)代他還必須解決電推進(jìn)技術(shù)。
當(dāng)然想要把可控核聚變安裝到等離子體引擎上去,還得解決可控核聚變小型化,不然的話以目前‘金烏裝置’的龐大體積,根本無(wú)法安裝進(jìn)等離子體引擎上。
不過(guò)‘金烏裝置’是大,它發(fā)出的能量也是大,而航天器目前來(lái)說(shuō)還不需要那么龐大的能量,所以‘金烏裝置’也不需要那么大。
“總指揮,等離子體引擎目前距離設(shè)計(jì)指標(biāo),還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走,一些技術(shù)驗(yàn)證需要在此次載人登月的時(shí)候進(jìn)行驗(yàn)證!”白博沉聲地說(shuō)道。
雙環(huán)太空站項(xiàng)目,水木大學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院承擔(dān)著一大核心技術(shù),那就是等離子體引擎的開(kāi)發(fā),好讓等離子體引擎安裝到航天器上面,大大提高航天器的安全性、續(xù)航能力。
等離子體引擎是電推進(jìn)系統(tǒng)的一種,其應(yīng)用的主要介質(zhì)就是等離子體。
在很多科幻小說(shuō)或者科幻電影中,飛行器總能為星際旅行的全程提供動(dòng)力。但在現(xiàn)實(shí)中,火箭推進(jìn)器的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
相對(duì)于裸露在外的推進(jìn)劑儲(chǔ)箱,化學(xué)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)看上去很小,但它的胃口很大。‘吃得多,干活的效率卻不高’正是化學(xué)火箭的真實(shí)寫照,火箭推進(jìn)器吞噬掉海量能源,只在提供短期動(dòng)力方面有效——儲(chǔ)存的燃料很快用完,推進(jìn)器馬上被當(dāng)成垃圾扔掉。化學(xué)火箭的大部分燃料被用來(lái)擺脫地球引力,剩余的一點(diǎn)則被用來(lái)推動(dòng)火箭的‘太空滑行’。火箭飛往目的地,僅僅是依靠慣性。
毫無(wú)疑問(wèn),化學(xué)推進(jìn)器是無(wú)法滿足太空時(shí)代的!
而等離子發(fā)動(dòng)機(jī),則是采取了一種和化學(xué)火箭完全不同的設(shè)計(jì)思路。它使用洛倫磁力讓帶電原子或離子加速通過(guò)磁場(chǎng),來(lái)反向驅(qū)動(dòng)航天器,這和粒子加速器與軌道炮的道理是一樣的。
等離子推進(jìn)器雖然在一定時(shí)間內(nèi)提供的推力相對(duì)較少,然而一旦進(jìn)入太空,它們就會(huì)讓航天器逐漸加速飛行,直至速度超過(guò)化學(xué)火箭。
實(shí)際上,等離子推進(jìn)器并非是全新技術(shù),它早已出現(xiàn)在多項(xiàng)太空探測(cè)任務(wù)中,比如美利堅(jiān)NASA探測(cè)小行星的‘黎明號(hào)’探測(cè)器和東瀛探測(cè)彗星的‘隼鳥號(hào)’探測(cè)器!就是在華夏,等離子體引擎也一直處于世界第一梯隊(duì),比如探測(cè)火星的‘祝融號(hào)’探測(cè)器,比如不久后將發(fā)射到繞月軌道的核心艙,全部都搭載著等離子引擎。
只是這些等離子引擎都屬于輔助發(fā)動(dòng)機(jī),推力和加速度都很小,要使航天器達(dá)到預(yù)定的飛行速度,都需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。毫無(wú)疑問(wèn),目前的等離子體引擎距離秦元清定下的技術(shù)指標(biāo),有著非常遙遠(yuǎn)的距離。
哪怕幾年過(guò)去,航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院承擔(dān)等離子體引擎開(kāi)發(fā)與提升項(xiàng)目,可是也就只能實(shí)現(xiàn)每秒1m的加速度,這么小的加速度,毫無(wú)疑問(wèn)是無(wú)法滿足太空時(shí)代的要求的。
秦元清一直堅(jiān)持著在等離子引擎投入重資,就是因?yàn)殡娡七M(jìn)不受化學(xué)推進(jìn)劑可釋放化學(xué)能大笑的限制,畢竟這么多年的實(shí)踐已經(jīng)表明,一般化學(xué)推進(jìn)劑的能量為70MJ/kg,而電推進(jìn)根本不受這些限制,從理論上來(lái)說(shuō)它可以達(dá)到任何能量。再者就是電推進(jìn)的比沖比化學(xué)推進(jìn)的比沖高很多,因此它所需的推進(jìn)劑將會(huì)少的多,從而增加航天器的有效載荷,提高性能和效益!
從理論上來(lái)說(shuō),一旦實(shí)現(xiàn)真正的等離子體引擎,那么人類登陸火星的時(shí)間將會(huì)從250天縮短為39天。
“現(xiàn)在也有一個(gè)問(wèn)題,就是可控核聚變裝置如何小型化,才能安裝上等離子體引擎上面,不解決這個(gè)問(wèn)題,靠著太陽(yáng)能發(fā)電,那么它的缺點(diǎn)將會(huì)非常明顯,無(wú)法提供大推力,也無(wú)法高持續(xù)提供動(dòng)力!”方展說(shuō)道。
誰(shuí)都知道電推進(jìn)有著比化學(xué)推進(jìn)有非常大的優(yōu)勢(shì),但是為何到了現(xiàn)在,電推進(jìn)始終都是屬于輔助功能,就是因?yàn)檫@里面還有很大的問(wèn)題沒(méi)能解決,不解決這些問(wèn)題,電推進(jìn)就無(wú)法真正的取代化學(xué)推進(jìn)。
“可控核聚變小型化的事,交給我來(lái)解決!”秦元清平靜地說(shuō)道。
他既然能夠設(shè)計(jì)出‘金烏裝置’這樣的龐大物件,自然也可以根據(jù)航天器所需的動(dòng)力,設(shè)計(jì)小型的‘金烏裝置’,其中的原理是一樣的。
要說(shuō)全世界最懂可控核聚變的,非秦元清莫屬!
在學(xué)術(shù)界,實(shí)際上關(guān)于電推進(jìn),是有兩種主流觀點(diǎn)的,一種是利用太陽(yáng)能,一種是核動(dòng)力。
太陽(yáng)能作為動(dòng)力來(lái)源這種主流觀點(diǎn),是有它的道理的,因?yàn)樵谔罩校瑩碛兄浅XS富的太陽(yáng)能,太陽(yáng)能發(fā)電的效率可是遠(yuǎn)超地球,正是因?yàn)槿绱耍庞腥颂岢鲆环N設(shè)想,那就是在太空中太陽(yáng)能發(fā)電,然后將電輸送到地球。
所以只需要使用一個(gè)巨大的太陽(yáng)能電池板,就可以提供很大的能源。
當(dāng)然這種動(dòng)力來(lái)源也不是沒(méi)有缺點(diǎn),一來(lái)電池板的效率不夠高,如果想往外圍的深空繼續(xù)進(jìn)發(fā),或者運(yùn)送更大的載重,就必須獲得更大的電能,至少應(yīng)該達(dá)到以兆瓦計(jì)算的規(guī)模。二來(lái)則是那巨大的太陽(yáng)能電池板,實(shí)際上也是增大航天器的危險(xiǎn)性,因?yàn)樵谔罩校⒎钦娴慕^對(duì)安全,實(shí)際上太空中有著很多的隕石,這些高速飛行的隕石,是非常危險(xiǎn)的。
也因此,秦元清從一開(kāi)始,就將目標(biāo)放在了核動(dòng)力方面,而核動(dòng)力自然不是核裂變動(dòng)力方面,而是可控核聚變方面,因?yàn)椴还苁前踩希€是能量轉(zhuǎn)化方面,亦或者燃料的來(lái)源、經(jīng)濟(jì)性,可控核聚變都遠(yuǎn)超核裂變堆!
其他人聽(tīng)到秦元清這么說(shuō),一個(gè)個(gè)都覺(jué)得信心滿滿,很顯然他們不認(rèn)為可控核聚變小型化可以難倒秦元清,畢竟秦元清可是‘金烏工程’項(xiàng)目總指揮,是帶領(lǐng)著科研人員真正攻克的可控核聚變。再者秦元清可謂是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院的所有者、創(chuàng)始人,他在這里留下無(wú)數(shù)的傳說(shuō),已經(jīng)是屬于神一般的男人。
大家對(duì)于他,只有信任,而沒(méi)有懷疑!
秦元清和其他人進(jìn)行商討,慢慢地三款等離子體引擎就逐漸成型,按照秦元清的設(shè)想,未來(lái)的航天器主要有三種,一種是貨運(yùn)航天器,一種是大型載人航天器,一種是小型載人戰(zhàn)斗航天器也就是太空戰(zhàn)機(jī)這種!
因?yàn)檫@三種航天器的大小、性能要求不一樣,等離子體引擎的大小、性能也會(huì)不一樣!所以,需要的可控核聚變裝置大小也不一樣!
說(shuō)實(shí)在的,太空時(shí)代,航天器的造價(jià)將遠(yuǎn)超現(xiàn)在,每一艘航天器的造價(jià)都會(huì)非常高昂,因?yàn)閼?yīng)用了許多新材料,這些新材料剛剛研究出來(lái),還沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn),所以造價(jià)就會(huì)非常高昂。
比如現(xiàn)在生產(chǎn)的三臺(tái)等離子體引擎,每一臺(tái)的造價(jià)就高達(dá)一千萬(wàn)元,這還是不算可控核聚變,一旦加入可控核聚變能源動(dòng)力,那價(jià)格就會(huì)更加高昂。
秦元清騰出幾天時(shí)間,設(shè)計(jì)了小型化的‘金烏裝置’,保證‘金烏裝置’輸出的能量能夠滿足自身核聚變所需以及等離子體引擎所需,至于能量大小變化,則是需要靠引擎的一些控制。
等他設(shè)計(jì)完成小型化的‘金烏裝置’,接下來(lái)制造會(huì)有專門的制造廠進(jìn)行制造,然后再安裝上等離子體引擎上面。
在這三臺(tái)等離子體引擎,都會(huì)按裝上航天器,進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),爭(zhēng)取在2030年開(kāi)始建造雙環(huán)太空站的時(shí)候,等離子體引擎技術(shù)能夠達(dá)到成熟,并且航天器要遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于現(xiàn)在的航天器。
制造方面,秦元清并沒(méi)有投入太大的關(guān)注,因?yàn)檫@有專門的制造廠,在這樣的高精尖技術(shù),不管是制造工藝,還是制造的保密性,都是極高的,想要泄密難度是非常大的。
秦元清結(jié)束了‘等離子體引擎’的設(shè)計(jì)工作,則是出發(fā)前往航天員訓(xùn)練中心,去探望那些正在刻苦訓(xùn)練的航天員!