第780章 碾壓美國十年研發!天河太空加注站問世!
303所。
地下三層主控中心。
凌晨四點十七分。
許燃盯著全息屏幕上的軌道模擬數據,手指在虛擬鍵盤上停住了。
「盤古」剛跑完第一批L1樞紐站模塊的彈射窗口模擬。
天梯的電磁彈射沒有問題,一百三十噸的模塊可以精確送入三百公里近地軌道。
但……
數據在軌道轉移那一欄亮起了刺眼的紅色警告。
許燃把那行數字放大。
【第一模塊LEO入軌後剩餘燃料:總量的6.3%】
【L1轉移變軌所需最低燃料:總量的41.7%】
差額,百分之三十五。
他往下翻。
第二模塊、第三模塊、第四模塊,全是同樣的紅色。
道理很簡單。
天梯雖然能把東西甩上天,但甩上去的飛船要先點火入軌、調整姿態、完成軌道圓化……
這些操作全靠化學發動機,燒的是液氫液氧。
等飛船穩穩噹噹進入三百公里圓軌道,油箱裡的燃料已經見底了。
就像一輛卡車從山腳開到了山頂,油表已經指向紅線,而前面還有六萬五千公里的路。
聚變推進器還在圖紙階段。
「潘多拉」藍圖他才剛開始啃,至少需要三個月才能完成工程化設計。
三個月太久了。
天梯第一次彈射窗口在兩周後。
模塊上了天,必須在近地軌道完成燃料補給,然後才能啟動變軌奔向L1。
許燃靠向椅背,閉上眼睛。
在軌加注。
四個字說起來輕巧。
地球上給汽車加油多簡單?打開油箱蓋,插槍,嘀一聲,走人。
但在太空里……
他睜開眼,調出微重力流體力學的基礎模型。
沒有重力。
液體不會老老實實待在容器底部。
液氫在微重力環境下會變成懸浮的球狀液滴,在燃料罐里到處亂飄。
你拿傳統的離心泵去抽,抽到的全是氣泡。
這不是工程難題,而是物理難題。
許燃拉出NASA的技術檔案庫。
「盤古」在零點三秒內掃完了所有相關文獻。
美國人從2014年開始研究在軌加注技術。
立了五個專項,花了八十七億美元,十年時間。
結論?
【截至2024年,NASA在軌燃料轉注技術仍處於TRL-4(實驗室驗證階段),未實現任何空間飛行演示。】
十年。
八十七億美元。
連個能飛的原型都沒搞出來。
許燃把文獻關了。
他站起來,走到全息屏幕前,盯著那個懸浮液滴的流體模型看了整整兩分鐘。
然後他笑了。
「美國人的思路全錯了。」
他自言自語地說了一句,手指在全息界面上飛速畫起了草圖。
……
清晨七點。
303所B區會議室。
李援朝、吳建邦、趙立、航天科工的總工程師方明遠,加上天梯工程組的十二名骨幹,全部被許燃一個電話從被窩裡拽了出來。
方明遠端著保溫杯打哈欠。
他昨晚加班到凌晨兩點核算天梯二期彈射參數,睡了不到四個小時就被電話轟醒。
「許總,啥事這麼急?彈射窗口還有兩周呢……」
許燃把全息投影打開。
一個旋轉的三維模型出現在會議桌上方。
圓柱形主體,直徑六米,長十二米。
外壁包裹著密密麻麻的管線和對接口。
頂部是一面展開面積超過兩百平方米的太陽能帆板,底部是四個標準化的燃料儲罐。
「這是什麼?」趙立湊近了看。
「太空加注站。」許燃說,「代號『天河』。」
方明遠的哈欠卡在了嗓子眼裡。
「太空加注站?」他放下保溫杯,「你要在軌道上搞加油站?」
「對。」
「許總。」
方明遠搓了搓臉,讓自己清醒一點,「在軌加注這事,NASA搞了十年沒搞出來。
問題不是工程設計,是物理限制。
微重力環境下液體燃料的流控問題到現在全世界都沒解決。」
「美國人沒解決。」許燃糾正他,「不代表解決不了。」
「液態氫在微重力下會變成懸浮液滴,你怎麼把它從儲罐轉移到飛船油箱裡?
傳統泵送系統在這種環境下完全失效,抽上來全是氣泡……」
「所以不用泵。」
方明遠愣住了。
「不用泵?那用什麼?用嘴吹?」
會議室里幾個年輕工程師沒忍住,笑了一聲。
許燃沒理會,手指在全息模型上一點。
加注艙的剖面圖展開了。
「各位看這裡。」
剖面圖中央,是一個直徑兩米的圓柱形加注腔。
腔壁上均勻排列著六圈微型電磁線圈。
「美國人犯了一個思維慣性的錯誤。」
許燃說,「他們一直在想怎麼在微重力環境下操控液體。
但問題的本質不是液體不聽話,是沒有重力逼它聽話。」
他點亮了電磁線圈的示意圖。
「既然太空里沒有重力,那就造一個。」
方明遠的眼睛瞪大了。
「這六圈線圈不是普通的電磁鐵。」
許燃放大細節,「是微型電磁離心機。
通電後,在加注腔內產生一個高速旋轉的磁場梯度。
液態氫雖然是抗磁性物質,但在強磁場梯度下依然會受到微弱的排斥力。」
「排斥力的方向是徑向向外的,也就是說,液態氫會被推向腔壁。」
他在全息模型上模擬了一下。
六圈線圈同時啟動。
加注腔內的懸浮液滴開始緩慢移動,向腔壁聚攏。
三秒後,所有液態氫整整齊齊地貼在了管壁上,形成一層均勻的液膜。
「人造微重力。」許燃說,「不是真的重力,是磁梯度力模擬的徑向加速度。
大約零點零一G,比真實重力弱一千倍。
但足夠讓液態氫乖乖貼在管壁上。」
「貼在管壁上之後,用常規毛細管泵送就行了。
和地面加注沒什麼區別。」
會議室安靜了五秒。
方明遠張著嘴,保溫杯蓋掉在桌上都沒注意。
「等等……」趙立舉手,「這個思路我能理解。
但還有第二個問題,溫度。」
「對。」許燃點頭,「液氫沸點是零下二百五十三度。
近地軌道上,太陽直射面溫度超過一百二十度。
加注過程中如果有任何陽光直射到燃料管路上……」
「燃料會沸騰。」趙立接話,「液氫一沸騰就變氣態,管路里壓力瞬間飆升……」
「轟。」許燃比了個炸開的手勢。
「所以美國人搞了個幾十噸重的隔熱外殼方案,把整個加注艙包得像個粽子。」
方明遠回過神來,「但那樣一來,加注艙自重暴增,推到軌道上的成本……」
「翻三倍,得不償失。」許燃說,「所以我換了個思路。」
他在全息模型上展開了加注艙的外殼結構。
「冷接駁技術。」
外殼上分布著一百二十八個微型等離子體發生器。
「這些發生器在加注作業開始前啟動,在加注艙外部形成一層薄薄的等離子體護盾。
等離子體層的厚度只有兩毫米,但足以反射和散射百分之九十九以上的太陽輻射。」
「等離子體護盾?」方明遠倒吸一口冷氣,「就是『龍鱗』的技術?」
「縮小版。」
許燃說,「『龍鱗』的等離子護盾功率是兆瓦級的,用在戰機上防雷達和雷射。
『天河』上這個只需要千瓦級,單純用來擋陽光。」
他調出溫度模擬數據。
等離子護盾啟動後,加注艙外壁溫度從一百二十度驟降到零下八十度。
燃料管路的溫度曲線平穩,沒有任何沸騰風險。
「各位。」
許燃關掉模擬,轉身面對所有人,「微型電磁離心機解決流控問題,等離子護盾解決熱防護問題。
兩個技術組合在一起……」
他拍了一下全息投影的邊框。
「天河」加注站的完整三維模型旋轉起來,對接口、儲罐、線圈、護盾,每一個細節都清清楚楚。
「在軌加注,不再是難題。」
方明遠站起來,走到全息模型前,繞著它轉了三圈。
他是搞了三十年液體火箭發動機的老工程師。
微重力流體力學的難度他比在場任何人都清楚。
美國人十年沒解決的問題。
許燃用一個晚上畫了張圖紙。
而且這個方案沒用任何新材料、沒有任何超出現有工藝的製造難度。
微型電磁線圈是現成技術,等離子體發生器「龍鱗」項目已經量產。
全是已有技術的組合。
就像一個廚子面對一堆食材無從下手,而許燃走過來隨手翻炒兩下,就端出一盤菜。
「許總。」
方明遠的聲音有點啞,「這個加注速率……能做到多少?」
許燃調出參數。
「設計流量:每秒一點二噸。」
方明遠的嘴角抽搐了一下。
每秒一點二噸。
一分鐘七十二噸。
地面上給一輛油罐車加滿需要半小時。
許燃的「天河」給飛船加滿,不到三分鐘。
「我們什麼時候能造出來?」李援朝開口了。
「『天河』的結構件大部分可以用天梯二期的標準化模塊。」
許燃翻開隨身帶的另一份文件,「等離子體發生器從『玄鳥』產線上調四組,電磁線圈陣列讓504廠加工,工期十四天。
加上總裝和地面聯調,二十天交付。」
「二十天。」李援朝重複了一遍。
「對。
先用天梯把『天河』彈射上去,部署在三百公里圓軌道待命。
然後第一批樞紐站模塊上天后,直接跟『天河』對接,加滿燃料,點火變軌奔L1。」
趙立快速在平板上算了一下。
「天河先上天,等三天,第一個樞紐站模塊彈射。
對接,加注,變軌。
算上軌道機動窗口,從彈射到L1入軌,總耗時大約九十六小時。」
九十六小時。
四天。
一個一百三十噸的太空模塊從地球表面到六萬五千公里外的拉格朗日點,四天。
美國的「阿爾忒彌斯」門戶空間站第一個模塊從發射到入軌,計劃用時八個月。
許燃要四天。
方明遠拿起保溫杯灌了一大口水,手在發抖。
「許總。」
他的聲音帶著一種壓抑不住的顫動,「我搞了三十年火箭,從來沒想過在軌加注能做到這種程度。」
「以前做不到,是因為沒人往這個方向想。」
許燃收起文件,「大家都被『微重力環境下液體不可控』這個前提困住了。
但換個角度,你控制不了液體,就去控制環境。」
「改變液體太難,那就改變重力。」
方明遠愣了幾秒,然後重重點了一下頭。
【檢測到微重力流體力學工程突破】
【成就解鎖:深空探索者】
【積分獎勵:+80,000】
【附註:宿主已打通深空遠航的燃料補給瓶頸。
人類星際遠航的「最後一塊拼圖」無限續航能力,正式激活。】
許燃掃了一眼積分,沒有停留。
他已經在想下一步了。
「天河」解決了燃料補給。
樞紐站模塊可以飛向L1。
但五百噸的樞紐站需要四次彈射、四次對接、四次加注、四次變軌。
整個流程跑通至少需要二十天。
二十天裡,近地軌道上會出現四個一百三十噸的巨型目標。
美國人會看著這些目標從頭頂飛過而無動於衷?
不會。
許燃拿起手機,撥了一個號碼。
「周群。
你的『牧星』雷達陣列,能同時追蹤多少個近地軌道目標?」
電話那頭傳來周群冷淡的聲音:「六千四百個。」
「夠了。
從現在開始,三百公里到五百公里軌道高度的每一顆螺絲釘,我都要知道它在哪。」
許燃掛斷電話。
他走到窗邊,天已經亮了。
東方的天際泛著魚肚白,幾顆星星還掛在天邊,隱隱約約。
二十天。
他要在二十天內,在頭頂三百公里的太空里搭一座加油站,然後把五百噸重的鋼鐵和合金甩到六萬五千公里外的虛空中去。
而美國人……
絕不會坐視不管。
……
地下三層主控中心。
凌晨四點十七分。
許燃盯著全息屏幕上的軌道模擬數據,手指在虛擬鍵盤上停住了。
「盤古」剛跑完第一批L1樞紐站模塊的彈射窗口模擬。
天梯的電磁彈射沒有問題,一百三十噸的模塊可以精確送入三百公里近地軌道。
但……
數據在軌道轉移那一欄亮起了刺眼的紅色警告。
許燃把那行數字放大。
【第一模塊LEO入軌後剩餘燃料:總量的6.3%】
【L1轉移變軌所需最低燃料:總量的41.7%】
差額,百分之三十五。
他往下翻。
第二模塊、第三模塊、第四模塊,全是同樣的紅色。
道理很簡單。
天梯雖然能把東西甩上天,但甩上去的飛船要先點火入軌、調整姿態、完成軌道圓化……
這些操作全靠化學發動機,燒的是液氫液氧。
等飛船穩穩噹噹進入三百公里圓軌道,油箱裡的燃料已經見底了。
就像一輛卡車從山腳開到了山頂,油表已經指向紅線,而前面還有六萬五千公里的路。
聚變推進器還在圖紙階段。
「潘多拉」藍圖他才剛開始啃,至少需要三個月才能完成工程化設計。
三個月太久了。
天梯第一次彈射窗口在兩周後。
模塊上了天,必須在近地軌道完成燃料補給,然後才能啟動變軌奔向L1。
許燃靠向椅背,閉上眼睛。
在軌加注。
四個字說起來輕巧。
地球上給汽車加油多簡單?打開油箱蓋,插槍,嘀一聲,走人。
但在太空里……
他睜開眼,調出微重力流體力學的基礎模型。
沒有重力。
液體不會老老實實待在容器底部。
液氫在微重力環境下會變成懸浮的球狀液滴,在燃料罐里到處亂飄。
你拿傳統的離心泵去抽,抽到的全是氣泡。
這不是工程難題,而是物理難題。
許燃拉出NASA的技術檔案庫。
「盤古」在零點三秒內掃完了所有相關文獻。
美國人從2014年開始研究在軌加注技術。
立了五個專項,花了八十七億美元,十年時間。
結論?
【截至2024年,NASA在軌燃料轉注技術仍處於TRL-4(實驗室驗證階段),未實現任何空間飛行演示。】
十年。
八十七億美元。
連個能飛的原型都沒搞出來。
許燃把文獻關了。
他站起來,走到全息屏幕前,盯著那個懸浮液滴的流體模型看了整整兩分鐘。
然後他笑了。
「美國人的思路全錯了。」
他自言自語地說了一句,手指在全息界面上飛速畫起了草圖。
……
清晨七點。
303所B區會議室。
李援朝、吳建邦、趙立、航天科工的總工程師方明遠,加上天梯工程組的十二名骨幹,全部被許燃一個電話從被窩裡拽了出來。
方明遠端著保溫杯打哈欠。
他昨晚加班到凌晨兩點核算天梯二期彈射參數,睡了不到四個小時就被電話轟醒。
「許總,啥事這麼急?彈射窗口還有兩周呢……」
許燃把全息投影打開。
一個旋轉的三維模型出現在會議桌上方。
圓柱形主體,直徑六米,長十二米。
外壁包裹著密密麻麻的管線和對接口。
頂部是一面展開面積超過兩百平方米的太陽能帆板,底部是四個標準化的燃料儲罐。
「這是什麼?」趙立湊近了看。
「太空加注站。」許燃說,「代號『天河』。」
方明遠的哈欠卡在了嗓子眼裡。
「太空加注站?」他放下保溫杯,「你要在軌道上搞加油站?」
「對。」
「許總。」
方明遠搓了搓臉,讓自己清醒一點,「在軌加注這事,NASA搞了十年沒搞出來。
問題不是工程設計,是物理限制。
微重力環境下液體燃料的流控問題到現在全世界都沒解決。」
「美國人沒解決。」許燃糾正他,「不代表解決不了。」
「液態氫在微重力下會變成懸浮液滴,你怎麼把它從儲罐轉移到飛船油箱裡?
傳統泵送系統在這種環境下完全失效,抽上來全是氣泡……」
「所以不用泵。」
方明遠愣住了。
「不用泵?那用什麼?用嘴吹?」
會議室里幾個年輕工程師沒忍住,笑了一聲。
許燃沒理會,手指在全息模型上一點。
加注艙的剖面圖展開了。
「各位看這裡。」
剖面圖中央,是一個直徑兩米的圓柱形加注腔。
腔壁上均勻排列著六圈微型電磁線圈。
「美國人犯了一個思維慣性的錯誤。」
許燃說,「他們一直在想怎麼在微重力環境下操控液體。
但問題的本質不是液體不聽話,是沒有重力逼它聽話。」
他點亮了電磁線圈的示意圖。
「既然太空里沒有重力,那就造一個。」
方明遠的眼睛瞪大了。
「這六圈線圈不是普通的電磁鐵。」
許燃放大細節,「是微型電磁離心機。
通電後,在加注腔內產生一個高速旋轉的磁場梯度。
液態氫雖然是抗磁性物質,但在強磁場梯度下依然會受到微弱的排斥力。」
「排斥力的方向是徑向向外的,也就是說,液態氫會被推向腔壁。」
他在全息模型上模擬了一下。
六圈線圈同時啟動。
加注腔內的懸浮液滴開始緩慢移動,向腔壁聚攏。
三秒後,所有液態氫整整齊齊地貼在了管壁上,形成一層均勻的液膜。
「人造微重力。」許燃說,「不是真的重力,是磁梯度力模擬的徑向加速度。
大約零點零一G,比真實重力弱一千倍。
但足夠讓液態氫乖乖貼在管壁上。」
「貼在管壁上之後,用常規毛細管泵送就行了。
和地面加注沒什麼區別。」
會議室安靜了五秒。
方明遠張著嘴,保溫杯蓋掉在桌上都沒注意。
「等等……」趙立舉手,「這個思路我能理解。
但還有第二個問題,溫度。」
「對。」許燃點頭,「液氫沸點是零下二百五十三度。
近地軌道上,太陽直射面溫度超過一百二十度。
加注過程中如果有任何陽光直射到燃料管路上……」
「燃料會沸騰。」趙立接話,「液氫一沸騰就變氣態,管路里壓力瞬間飆升……」
「轟。」許燃比了個炸開的手勢。
「所以美國人搞了個幾十噸重的隔熱外殼方案,把整個加注艙包得像個粽子。」
方明遠回過神來,「但那樣一來,加注艙自重暴增,推到軌道上的成本……」
「翻三倍,得不償失。」許燃說,「所以我換了個思路。」
他在全息模型上展開了加注艙的外殼結構。
「冷接駁技術。」
外殼上分布著一百二十八個微型等離子體發生器。
「這些發生器在加注作業開始前啟動,在加注艙外部形成一層薄薄的等離子體護盾。
等離子體層的厚度只有兩毫米,但足以反射和散射百分之九十九以上的太陽輻射。」
「等離子體護盾?」方明遠倒吸一口冷氣,「就是『龍鱗』的技術?」
「縮小版。」
許燃說,「『龍鱗』的等離子護盾功率是兆瓦級的,用在戰機上防雷達和雷射。
『天河』上這個只需要千瓦級,單純用來擋陽光。」
他調出溫度模擬數據。
等離子護盾啟動後,加注艙外壁溫度從一百二十度驟降到零下八十度。
燃料管路的溫度曲線平穩,沒有任何沸騰風險。
「各位。」
許燃關掉模擬,轉身面對所有人,「微型電磁離心機解決流控問題,等離子護盾解決熱防護問題。
兩個技術組合在一起……」
他拍了一下全息投影的邊框。
「天河」加注站的完整三維模型旋轉起來,對接口、儲罐、線圈、護盾,每一個細節都清清楚楚。
「在軌加注,不再是難題。」
方明遠站起來,走到全息模型前,繞著它轉了三圈。
他是搞了三十年液體火箭發動機的老工程師。
微重力流體力學的難度他比在場任何人都清楚。
美國人十年沒解決的問題。
許燃用一個晚上畫了張圖紙。
而且這個方案沒用任何新材料、沒有任何超出現有工藝的製造難度。
微型電磁線圈是現成技術,等離子體發生器「龍鱗」項目已經量產。
全是已有技術的組合。
就像一個廚子面對一堆食材無從下手,而許燃走過來隨手翻炒兩下,就端出一盤菜。
「許總。」
方明遠的聲音有點啞,「這個加注速率……能做到多少?」
許燃調出參數。
「設計流量:每秒一點二噸。」
方明遠的嘴角抽搐了一下。
每秒一點二噸。
一分鐘七十二噸。
地面上給一輛油罐車加滿需要半小時。
許燃的「天河」給飛船加滿,不到三分鐘。
「我們什麼時候能造出來?」李援朝開口了。
「『天河』的結構件大部分可以用天梯二期的標準化模塊。」
許燃翻開隨身帶的另一份文件,「等離子體發生器從『玄鳥』產線上調四組,電磁線圈陣列讓504廠加工,工期十四天。
加上總裝和地面聯調,二十天交付。」
「二十天。」李援朝重複了一遍。
「對。
先用天梯把『天河』彈射上去,部署在三百公里圓軌道待命。
然後第一批樞紐站模塊上天后,直接跟『天河』對接,加滿燃料,點火變軌奔L1。」
趙立快速在平板上算了一下。
「天河先上天,等三天,第一個樞紐站模塊彈射。
對接,加注,變軌。
算上軌道機動窗口,從彈射到L1入軌,總耗時大約九十六小時。」
九十六小時。
四天。
一個一百三十噸的太空模塊從地球表面到六萬五千公里外的拉格朗日點,四天。
美國的「阿爾忒彌斯」門戶空間站第一個模塊從發射到入軌,計劃用時八個月。
許燃要四天。
方明遠拿起保溫杯灌了一大口水,手在發抖。
「許總。」
他的聲音帶著一種壓抑不住的顫動,「我搞了三十年火箭,從來沒想過在軌加注能做到這種程度。」
「以前做不到,是因為沒人往這個方向想。」
許燃收起文件,「大家都被『微重力環境下液體不可控』這個前提困住了。
但換個角度,你控制不了液體,就去控制環境。」
「改變液體太難,那就改變重力。」
方明遠愣了幾秒,然後重重點了一下頭。
【檢測到微重力流體力學工程突破】
【成就解鎖:深空探索者】
【積分獎勵:+80,000】
【附註:宿主已打通深空遠航的燃料補給瓶頸。
人類星際遠航的「最後一塊拼圖」無限續航能力,正式激活。】
許燃掃了一眼積分,沒有停留。
他已經在想下一步了。
「天河」解決了燃料補給。
樞紐站模塊可以飛向L1。
但五百噸的樞紐站需要四次彈射、四次對接、四次加注、四次變軌。
整個流程跑通至少需要二十天。
二十天裡,近地軌道上會出現四個一百三十噸的巨型目標。
美國人會看著這些目標從頭頂飛過而無動於衷?
不會。
許燃拿起手機,撥了一個號碼。
「周群。
你的『牧星』雷達陣列,能同時追蹤多少個近地軌道目標?」
電話那頭傳來周群冷淡的聲音:「六千四百個。」
「夠了。
從現在開始,三百公里到五百公里軌道高度的每一顆螺絲釘,我都要知道它在哪。」
許燃掛斷電話。
他走到窗邊,天已經亮了。
東方的天際泛著魚肚白,幾顆星星還掛在天邊,隱隱約約。
二十天。
他要在二十天內,在頭頂三百公里的太空里搭一座加油站,然後把五百噸重的鋼鐵和合金甩到六萬五千公里外的虛空中去。
而美國人……
絕不會坐視不管。
……