476章 远航(6/7)
作品:《武装者》。
高空航天发射平台是互助会登月计划的基础步骤。互助会一直缺乏传统火箭发动机方面的关键性人才,不过考虑到化学燃料火箭发动机能耗浪费比太大的缺点,航天组从开始设计登月计划时就放弃了化学燃料火箭发动机。当年美国人的阿波罗登月计划主力军——土星五号运载火箭为投送五十吨有效载荷进入太空轨道,居然消耗了两千多吨液氧煤油推进燃料,比冲量远远不如电力驱动的离子类引擎。
名为“吴刚”的互助会登月飞行器也将采用与精卫类似的电离子引擎,但考虑到旅途遥远,提供能源的双极电池组将被尚在设计阶段的女娲八代可控核聚变反应堆所取代。这种专为太空环境设计的新型反应堆净重三百吨,单堆可提供三万兆瓦的瞬时输出功率,在水源材料充足、保养维护得力的情况下可满负荷运行一百二十年。
和直接以空气为工作介质的精卫飞行器不同的是,吴刚号登月飞船将采用高压储罐内喷出的氙气作为电离推进工质,这也是由宇宙真空环境所决定的。工作状态下,被注入引擎放电腔室中的氙原子遭到自由电子轰击失去部分电子转为带正电粒子,随后在强大静电场和磁场交相作用下,离子化的正电荷氙原子以巨大速度飞出引擎导向喷口。鉴于氙原子质量较大,这种喷射效应必然给飞船本身带来巨大反作用力,从而推动船体向前移动。
电离子引擎可以提供持续稳定增加的加速度,飞行的时间越长,最终达到的速度越快。比起几分钟就快速消耗殆尽的化学燃料引擎来,它更适合于在宇宙空间这样的环境中工作。
但是,电离子引擎当然也不是完美的,它同样也有不可避免的局限性。尤其在大气层以内,这种局限性表现得更加突出。
初始推力和加速度太小的天生缺陷,决定了电离子引擎无法将数百吨重的载荷从地面送入太空,要摆脱地心引力真不是那么容易的事。
而且,吴刚号登月飞船的总重量很可能会突破千吨大关。三百多吨的核聚变反应堆,一百多吨的氙罐,四百多吨的三联装电离子引擎,加上两百多吨的载荷舱,那不是差不多上千吨了?
要用传统化学燃料将这样大质量的载荷物送入近地轨道,按照当年土星五号的燃料消耗比例,貌似只需要四万多吨的化学推进剂。但是,增加的燃料同样需要额外的燃料来推动升空,这就导致了总负荷质量的几何级数递增。事实上,最终可能需要在某个航天发射基地引爆一枚装载有三十万吨燃料的超级运载火箭,才能在多级燃烧后将千吨有效载
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