“旅行者1号”是由米国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器。于1977年9月5日发射,原目标是探测木星与土星及其卫星与土星环。
12年5月,“旅行者1号”已到达太阳系边缘。
14年9月13日凌晨2点,米国国家航空航天局召开新闻发布会,宣布“旅行者一号”探测器已经离开太阳系进入星际空间。
“旅行者一号”是首个冲出太阳系的人类飞行器,在人类的航空航天史上成为一座极具纪念意义的里程碑。
对于太阳系的边界,一般定义为日球层顶。
日球层,简单来说,就是源自太阳粒子占主导地位的区域,围绕太阳分布。
日球层顶,顾名思义,就是日球层的边界了。出了日球层顶,来自太阳系的粒子就不占主要地位了,也就是说,出了日球层顶,就出了太阳系了。
广义上,太阳系的领域还包括依然属于假设的奥尔特云团。它的半径宽达一光年左右,远远超过了日球层。
当然,不管按哪个标准,“家园”号逃亡船早已跑出了太阳系范围。
“家园”离开地球后持续加速,在达到五分之一光速时,启动了跃迁发动机。
转瞬间,四光年距离过去了。
如今“家园”号正在按预定航线在黑漆漆的宇宙中前行。
话说,原本张岳想给飞船起名叫“蓝色空间”,结果委员会搞了个全民投票。
吃瓜群众们全员参与下,“家园”雄霸榜首,“地球”第二,“兔国”第三。
至于张岳提议的“蓝色空间”,反正他翻到第五十名的时候都没看到……
好吧,“家园”这个名字也挺不错。
“家园”跑的太匆忙了,完全就是条丧家之犬。张岳一直念叨的想去月球、火星逛逛的愿望都没来得及实现。
“其实我提议的装修火星也不错,最近我翻了很多资料,确实有可行性。可惜啊!”
老胡嘁了一声,说道:“又是你比专家聪明系列。”
“我可是经过缜密计划了。”张岳不服。
火星与地球的距离在5570万公里~12000万公里之间。夜间天空中的火星荧荧如火,亮度常变,令人迷惑,所以兔国古代称火星为“荧惑”。
火星比地球小一些,半径为地球的53%,体积为地球的15%,质量为地球的11%,表面重力为地球的38%。
火星有稀薄的大气,95%是二氧化碳,还有3%的氮,大气密度约为地球大气的1%。
火星每24.63小时自转一圈,并在一条椭圆轨道上以25.2度的倾斜角绕太阳公转,周期为687天,因而与地球一样,有四季分明的气候,冬季最低温度为零下125c,夏季最高22c,平均气温零下63度。
条件看上去很差劲。
其实,火星不用装修都能住人,只不过不能光膀子乱跑罢了。
在数十亿年之前,水和大气这两者火星都曾经拥有过。那时,火星的大气层厚且温暖,星球表面河道交错,如今虽已“面貌全非”,但却还留有残迹。
要想把火星改造出宜居环境……
老胡摆摆手,“行了行了,你要当祥林嫂吗?我都听你唠叨八百遍了。”
唉,愚蠢的人类!张岳只能心下吐槽。
与其为一个不知道靠不靠谱的目标奔波,花个几百年装修一下火星更划算。
中午在食堂吃完饭,休息了半小时后,张岳作为副组长旁听了一场科学家召开的报告会。
昨天,有个实验室研究出了常温金属氢,并且最重要的是可以工业化制取。
金属氢是个好东西。
虽然不能和核反应同日而语,不过氢确实是能量密度最高的化学能燃料。热值是汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。
1千克tnt炸药爆炸释放的能量是4.19x10^6焦耳。
1千克氢完全燃烧释放的能量是143.2x10^6焦耳,是tnt释放能量的34倍。
1千克铀235全部裂变释放的能量约8x10^13焦耳,是tnt释放能量的2000万倍。
每千克物质燃烧产生的能量取决于摩尔量的多少,所以摩尔质量最小的氢自然就成了质量能量密度最高的燃料了。
虽然质量能量密度最高,但遗憾的是氢的体积能量密度却是最低的,氢的存在形式导致了利用上的难题。
所以金属氢出场了。
铁是金属,铜是金属,氢气当然不是金属。但是金属氢是液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体。导电性类似于金属,故称金属氢。
从20世纪40年代开始,各国就投入了大量的人力、物力研制金属氢。
因为一旦金属氢问世,就如同当年蒸汽机的诞生一样,将会引起整个科学技术领域一场划时代的革命。
金属氢是一种亚稳态物质,可以用它来做成约束等离子体的“磁笼”,把炽热的电离气体“盛装”起来,这样,可控核聚变基本上就成了。
金属氢还是一种高密度、高储能的导电材料。
用金属氢输电,可以取消大型的变电站而输电效率在99%以上,可使全世界的发电量增加四分之一以上。如果用金属氢制造发电机,其重量不到普通发电机重量的10%,而输出功率可以提高几十倍乃至上百倍。
相同质量的金属氢的体积只是液态氢的1/7,因此,由它驱动的火箭就可以小型化。
金属氢还可以做成燃料电池,应用于汽车上。它是一种清洁能源。
金属氢超导材料还可以用于超导电磁推进系统、超导电磁炮、超导粒子束武器、大功率发动机、超导储能系统、超导计算机等等。
金属氢的密度只有铝的1/3、铁的1/10,但其强度却是铁的2倍。如果用它来制造装甲车辆、战斗机等武器装备,肯定要比普通材料节省燃料,而且性能会更佳。
另外,金属氢是目前威力最强大的化学爆炸物,可以做成超高能炸药。
金属氢是个好东西,要是还在地球上,带头的科研人员一个国家最高科学技术奖妥妥到手了。
然而,现在已经逃离地球了,金属氢的种种优势也没多大机会利用了。
今天的研讨会金属氢只是个引子,重点要说的是发动机的事情。
组长发言:“我们不能仅仅为了生存而生存。家园号毕竟只是一艘飞船,省吃俭用并不能保证我们的生存。发展,只有发展才是生存的最好保障。在接下来的几十年或者几百年的旅途中,我们必须进一步发展自己的科学技术,甚至我们还要建造更多的新的飞船。”
啪啪啪……
掌声过后,某个副组长说道:“组长的讲话高屋建瓴,指导了我们未来发展的方向。下面我再简单说两句……”
半个小时候,张岳正在昏昏欲睡之际,终于又轮到兔科院院长发言了。
“组长和副组长给我们科研工作者指明了方向……我们今天重点是要讨论一下飞船推进系统的问题……”
飞行器推进系统是利用反作用原理为飞行器提供推力的装置。基于牛顿提出的作用力等于反作用力的原理,飞行器推进系统驱使一种工质沿飞行相反方向加速流动,工质就在飞行器上施加一个反作用力,推动飞行器的这个反作用力就是推力。
推进系统要产生推力,必须有能源、工质和动力装置。
可供飞行器利用的能源有化学能、太阳能和核能等。
化学能是飞行器最常用的能源,常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等,燃烧剂由液氢、偏二甲肼、煤油等。
用于推进飞行器的工质有空气、燃气或其他气体。早期的卫星推进系统使用的高压氮气,推进动力小,性能低下,但其优点是安全可靠,无污染。
第一个无系绳的太空行走人员也是用的氮气喷射推进背包。
动力装置包括发动机和推进器。有时发动机本身就是推进器。
比如,神舟飞船上就安装了52台发动机。按照担负的任务不同,这些发动机被分别安装在飞船的3个舱段里,组成了3个用途不同的独立的推进系统。
“家园”号飞船上面的能源是有限的,在找到宜居星球前用光了怎么办?
动力系统、维生系统、通讯系统、探测系统、防护系统、重力系统等等等等,没了能源,“家园”会变成“墓园”。