銀河科技帝國 第二百二十八章 亞金屬氫

超算中心已經(jīng)將很大一部分運算力用到了中間層大氣運動的計算面。

盡管由于中間層的大氣密度非常小，對流天氣的力量和對流層相比弱了非常多，但是這并不代表中間層的的大氣運動可以忽略。

中間層不會產(chǎn)生高低氣壓，但因為中間層的大氣密度非常之小，故像行星波之類的長周期波動，會以一個大的震幅從底層傳遞來。

根據(jù)這樣的波動現(xiàn)象，在震幅極端大的地方會形成力學不穩(wěn)定的部分，這種波動現(xiàn)象亦同樣對其附近的大氣循環(huán)做成較大影響。

如果不考慮這些問題，真空管道在大氣層里面的使用會出大問題的。

盡管質(zhì)量投射器系統(tǒng)第一階段的計劃，并沒有打算架設中間層真空管道，但是未來的第二階段，是肯定要架設的。

所以這些問題不得不考慮，質(zhì)量投射器系統(tǒng)既然是一個系統(tǒng)，那么一點點變量，都可能引發(fā)可怕的蝴蝶效應。

除了中間層的大氣運動問題，另外還有一個問題，空間站問題。

第二階段中，黃豪杰計劃在卡門線附近建設一個空間站，而卡門線的海拔是100公里，這里一般被稱為超低近地軌道。

為什么一邊的人造衛(wèi)星或者空間站之類的人造天體，都在海拔300公里以，普遍都是在500～600公里的位置運行

那是因為海拔100～300公里這一片區(qū)域，盡管在航空航天行業(yè)的定義之中，是屬于航天區(qū)域，但是由于這里的大氣含量依舊是非常高（相對于外太空而言）。

這樣一來，人造天體在這個區(qū)域里面運行，必然會受到空氣阻力的影響，盡管這個空氣阻力看起來非常小，但是一旦時間長起來，人造天體的高度肯定會不斷的下降。

而人造天體的高度不斷下降，就會越來越靠近地面，越靠近地面大氣密度越大，只能產(chǎn)生惡性循環(huán)，最后墮下地面。

當然這個區(qū)域之中，也不是沒有人嘗試利用過，例如太陽國的航天機構(gòu)，在去年（2017）發(fā)射的“燕子”超低軌道實驗衛(wèi)星，燕子衛(wèi)星的運行高度就在180～250公里之間。

為了抵扣大氣阻力，太陽人采用了離子發(fā)動機。

這種發(fā)動機的工作原理是先將氣體電離，然后用電磁力將帶電離子加速后噴出，利用反作用力作為動力推進。

離子發(fā)動機一直各航天大國熱衷研發(fā)的熱門動力，被譽為未來宇航動力的主力，各個航天大國都在不斷研發(fā)中。

太陽人發(fā)射這種超低軌道衛(wèi)星，首要目的就是為了測試離子發(fā)動機的高效性和材料的耐用性。

不過這個燕子衛(wèi)星加燃料，整天重量不過是幾十公斤。

之所以這么小，主要是因為離子發(fā)動機的一個弱點，那就是高比沖，低推力，如果要實現(xiàn)大推力，唯一的方法就是核電池。

不然銀河科技的卡門線空間站，根本無法使用離子發(fā)動機作為矢量矯正動力，畢竟除了空間站的幾百噸質(zhì)量，還需要承受長達40公里的纜繩質(zhì)量。

幾百噸質(zhì)量的空間站如何使用離子發(fā)動機除非黃豪杰現(xiàn)在點出核聚變發(fā)電機，不然還是乖乖的玩化學能推進吧！

不過化學能推進也不是不能考慮的。

化學能推進的燃料有兩種：一種是液態(tài)物質(zhì)，另一種是固態(tài)物質(zhì)，還有液固混合的。

液態(tài)燃料：從理論計算來看最佳液態(tài)燃料是液態(tài)氫，液態(tài)氫與液態(tài)氧混合燃燒可以產(chǎn)生大約等于350的比沖。

比沖就是化學能發(fā)動機的推力(千克力)與其噴出質(zhì)點每秒質(zhì)量流量(kg\/s)的比值。

如果用液態(tài)臭氧或液態(tài)氟來代替液態(tài)氧，那么比沖量可提高到大約370，毛熊就有氫氟發(fā)電機，問題這玩意燃燒之后的產(chǎn)物是劇毒的。

燃燒劑和氧化劑都是呈液體形態(tài)的發(fā)動機則稱為液體燃料發(fā)動機。

除液態(tài)氫以外，甲醇、乙醇、高濃度水合肼、二甲肼、硝基甲烷等物質(zhì)都可用作液體燃料。

固態(tài)燃料就是硼氫化鈉、二聚酸二異氰酸酯、二茂鐵及其衍生物等都可用作復合固體燃料。

某些密度小的金屬或非金屬，例如鋰、鈹、鎂、鋁、硼等，尤其是鈹在燃燒的過程中能釋放出巨大的能量，每千克鈹完全燃燒放出的熱量高達15000kj，是一種優(yōu)質(zhì)的化學燃料，放出的熱量比氫氣還多。

通常把這些金屬做成納米級大小微粒的燃料劑。

例如在火箭發(fā)射的固體燃料推進劑中添加質(zhì)量分數(shù)為1的納米級鋁或鎳微粒，每克燃料的燃燒熱可增加1倍左右。

但是，這些燃料的缺點是：其中一些元素很稀少，并在燃燒時都涉及技術(shù)困難冒煙、氧化物沉積等等。

如果在兩種燃料中，一種為固體，一種為液體，則稱為固－液化學能發(fā)動機或直接稱其物質(zhì)名稱的發(fā)動機；例如氫氧發(fā)動機。

由于固態(tài)燃燒劑產(chǎn)生的能量比液體氧化劑發(fā)出的能量高，所以，研制的火箭發(fā)動機多是固－液火箭發(fā)動機，兩種燃料相遇燃燒，形成高溫高壓氣體，氣體從噴口噴出，產(chǎn)生巨大推力而把運載火箭送了太空。

黃豪杰思考著這個問題，突然他反應過來：“或許那個東西可以利用起來?！?p/> 他立刻調(diào)出了［氫氣固化催化劑］的資料庫，然后一邊計算一邊思考著。

被氫氣固化催化劑固化之后的氫氣，會呈現(xiàn)出金屬氫狀態(tài)，但是這種固化金屬氫由于催化劑摻雜在里面，讓這種金屬氫失去了常溫超導和爆炸的特性。

可以說是有得有失，材料研究所將這種金屬氫物質(zhì)命名為亞金屬氫。

亞金屬氫在一般情況下都非常的穩(wěn)定，只有在特定條件的刺激下，才會解除金屬氫狀態(tài)，釋放出之前被固化的金屬氫。

而亞金屬氫的密度是液態(tài)氫的七倍左右，其中94是氫原子，剩下的6是固化催化劑。

1立方米的亞金屬氫，可以產(chǎn)生6.58立方米的液態(tài)氫。

我們看一下氫三種狀態(tài)的密度就知道其中的差距：氣態(tài)氫0.089千克每立方米、液態(tài)氫70.8千克每立方米、亞金屬氫497.2千克每立方米。

航天火箭之中，最麻煩的可能就是液態(tài)氫的儲存了，盡管氫氣的制備非常簡單，直接電解水就可以獲得。

液態(tài)氫空間要求最小，但是它需要在負225攝氏度的條件下儲存，這得花不少能量來保持這個溫度。

氫氣是分子量最小的氣體，比氦氣還輕，所以它非常容易逃逸。

所以液態(tài)氫不容易儲存，因為這個東西不僅僅易燃易爆，還需要密封和低溫儲備，就算是密封和低溫儲備起來，如果長時間不用，液態(tài)氫會慢慢的泄漏掉。

亞金屬氫成功解決了這個問題。

黃豪杰坐在椅子看著亞金屬氫的資料，看來要和東唐航天系統(tǒng)合作一下，單靠銀河科技自己，時間可能來不及。