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銀河科技帝國(guó) 第二百四十一章 解決方案
如果說(shuō)宇宙射線、太陽(yáng)風(fēng)暴、高能粒子是讓航天器故障的第一大要素。
那么燃料或者氧化劑的燃燒、爆炸或者泄漏,就是航天器事故之中的第二大因素。
而且第一大因素和第二大因素,可能會(huì)相互影響,引發(fā)連鎖反應(yīng),從而讓航天器發(fā)生事故。
就像阿波羅13號(hào)的那一次事故一樣。
阿波羅13號(hào)是米粒家阿波羅計(jì)劃中的第三次載人登月任務(wù)。
1970年4月11日米粒家用土星5號(hào)運(yùn)載火箭將阿波羅13號(hào)飛船發(fā)射升空,在升空后接近56個(gè)小時(shí)的時(shí)候,阿波羅13號(hào)飛船2號(hào)貯氧箱發(fā)生爆炸。
幸好在經(jīng)過地面指揮中心的搶救之后,阿波羅13號(hào)上的3名宇航員在與各種惡劣環(huán)境斗爭(zhēng)之后,成功的于1970年4月17日順利降落。
那當(dāng)時(shí)阿波羅13號(hào)飛船的情況究竟是什么樣的?
究竟是氧氣瓶事先就有缺陷還是在飛行過程中操作不當(dāng)導(dǎo)致爆炸
事后,米粒家成立了事故調(diào)查組,查明了事故原因。
原因是安在服務(wù)艙液氧貯箱中加熱系統(tǒng)的兩個(gè)恒溫器開關(guān),由于過載產(chǎn)生電弧放電作用,將其連成通路,使加熱管路溫度高達(dá)500度,烤焦了附近的導(dǎo)線,最后引起氧氣爆炸。
不要認(rèn)為作為氧化劑的氧氣不會(huì)爆炸,高壓低溫的液氧,就算是沒有燃料,一旦維持低溫的設(shè)備失效,液氧會(huì)急速氣化膨脹,從而撐爆液氧瓶,這就是典型的物理爆炸。
“從全世界各個(gè)國(guó)家的航天事故之中,我們可以分析出電子元器件的故障、燃料和氧化劑爆炸是航天器事故之中的主要因素。”黃豪杰點(diǎn)開這兩個(gè)因素,然后放大出來(lái)。
“這兩個(gè)因素我們航天局也研究過,但是只能治標(biāo)不治本。”李仲庭無(wú)奈的說(shuō)道。
“第一個(gè)因素,電子元器件的故障,我認(rèn)為應(yīng)該從兩個(gè)方向了來(lái)解決,一是增強(qiáng)電子元器件的抗輻射能力,二是隔絕高能粒子、太陽(yáng)風(fēng)暴、宇宙射線。”
“電子元器件的輻射抗性,只能用一些抗輻射材料來(lái)解決,比如我們航天器上面一般使用聚酰亞胺鍍鋁、金箔來(lái)抗輻射。”李仲庭開口說(shuō)道。
事實(shí)上,黃金隔絕輻射的性能要強(qiáng)過鉛,這是為什么航天器上面大量使用的原因。
至于為什么,現(xiàn)在普通人一想到抗輻射就想到鉛去,那是因?yàn)殂U的儲(chǔ)量龐大價(jià)格便宜,而黃金價(jià)格昂貴,只能在特定領(lǐng)域使用。
其實(shí),原子序列越大的元素,對(duì)于輻射的抗性就越強(qiáng),但是原子序列越大,就代表這個(gè)元素越稀有,價(jià)格越昂貴,當(dāng)然這還得排除那些本身就有輻射的元素。
“那就加大黃金的使用,不用金箔改用金板材。”黃豪杰直接說(shuō)道。
至于他為什么這么有底氣,因?yàn)楹K芯克脑┦浚罱呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了黃金過濾薄膜技術(shù)。
銀河科技已經(jīng)在東島東海岸建立一個(gè)黃金提取工廠,利用太陽(yáng)能薄膜發(fā)電自持,每天可以在海水之中提取15~20公斤黃金。
一個(gè)工廠一年可以生產(chǎn)5.4~7.2噸黃金。
如果還不夠,大不了多建幾個(gè)提取工廠。
看著黃豪杰胸有成竹的樣子,李仲庭等人只能硬著頭皮點(diǎn)頭同意。
“事實(shí)上,我還有另一個(gè)方案來(lái)解決宇宙射線和高能粒子的問題,那就是人造磁場(chǎng)來(lái)偏轉(zhuǎn)高能粒子。”黃豪杰說(shuō)出他的方案。
“人造磁場(chǎng)……”李仲庭當(dāng)然知道這個(gè)技術(shù)的原理。
那就是仿造藍(lán)星的星球磁場(chǎng),隔絕高能粒子的原理,通過制作一個(gè)磁場(chǎng),偏轉(zhuǎn)那些高能粒子。
當(dāng)然這個(gè)方法不是百分百隔絕的,磁場(chǎng)可以偏轉(zhuǎn)的高能粒子必須是帶電,沒有帶電的粒子是無(wú)法偏轉(zhuǎn)的,例如中子就無(wú)法偏轉(zhuǎn)。
如果通過人造磁場(chǎng)和抗輻射材料聯(lián)合,可以做到隔絕絕大部分的高能粒子和宇宙射線。
但是人造磁場(chǎng)可不是那么容易的,特別是這么大型的人造磁場(chǎng)。
“或許可以常溫超導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。”馬院士說(shuō)了一個(gè)方法。
“沒有錯(cuò),我和馬院士的想法一樣那就是通過常溫超導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)人造磁場(chǎng),配合抗輻射材料,來(lái)減少宇宙射線和高能粒子。”
思路一打開,所有人的活絡(luò)起來(lái),紛紛各抒己見,將方案完善起來(lái)。
所以說(shuō)辦法總比困難多,有了方向總是有辦法可以解決的。
更何況銀河科技的材料學(xué),也讓很多技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度大大減小,畢竟有時(shí)候不是技術(shù)不行,而是材料和技術(shù)對(duì)不上。
就像想現(xiàn)在的核聚變發(fā)電一樣,銀河科技已經(jīng)解決了常溫超導(dǎo)體的問題,只有接下來(lái)有人可以解決抗中子照射問題,那么核聚變發(fā)電的難題將迎刃而解。
討論好了電子元器件的抗輻射問題,接下來(lái)就是燃料和氧化劑的爆炸問題。
如果電子元器件的故障問題,航天器還可能修復(fù)或者半死不活的拖著,那么燃料和氧化劑爆炸引發(fā)的故障,絕對(duì)是九死一生來(lái)形容。
特別是在航天還在大氣層階段,航天器90的質(zhì)量都是燃料和氧化劑,想想就知道其中的可怕。
就像土星五號(hào)一樣,整個(gè)運(yùn)載火箭重量才3000噸略出,其中的燃料和氧化劑重量就達(dá)到了2900噸。
這可不是2900噸水,而是2900液氧、煤油和液氫,一點(diǎn)點(diǎn)火星或者靜電,就可以將整個(gè)運(yùn)載火箭炸到粉身碎骨。
“這個(gè)是我們銀河科技研發(fā)的氫氣固化劑,可以在常溫常壓狀態(tài)下將氫氣變成一種亞金屬氫。”黃豪杰將一份亞金屬氫的資料發(fā)給所有人。
王光海看到這個(gè)名字,不由自主的問道:“亞金屬氫和金屬氫是什么關(guān)系”
“這樣說(shuō)吧!亞金屬氫和金屬氫在密度上面相差無(wú)幾,但是卻沒有金屬氫的超導(dǎo)特性和爆炸特性,是一種相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì),除非溫度超過372攝氏度,不然亞金屬氫不會(huì)燃燒和爆炸。”李想解釋道。
馬院士也跟著說(shuō)道:
“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)飛船上面測(cè)試過,這種亞金屬氫非常穩(wěn)定,只需要保證溫度不超過372攝氏度,就沒有問題,當(dāng)然我們?cè)O(shè)計(jì)的儲(chǔ)存瓶是可以保證內(nèi)部溫度不會(huì)超過100攝氏度的。”
“既然非常穩(wěn)定,如何燃燒”王光海非常疑惑。
馬院士笑著回道:“燃燒的并不是亞金屬氫,而且氫氣,在特定條件的刺激下,亞金屬氫會(huì)迅速釋放出氫氣。”
“原來(lái)如此,也就是說(shuō)不使用的時(shí)候就是亞金屬氫狀態(tài),使用的時(shí)候就是氫氣狀態(tài)。”王光海恍然大悟。
“你們這個(gè)技術(shù)非常厲害,就算是沒有質(zhì)量投射器,你們?cè)谶\(yùn)載火箭上面也是大有可為。”飛船專家贊嘆不已。
“是啊!沒想到黃先生你們還藏這一手。”李仲庭也感嘆銀河科技的技術(shù)儲(chǔ)備非常雄厚。
把需要低溫高壓儲(chǔ)備的液氫,改成可以常溫常壓儲(chǔ)備的亞金屬氫,這給運(yùn)載火箭或者宇宙飛船的設(shè)計(jì)減少了很多難度。
畢竟要維持低溫高壓的液氫,一旦出問題那就是災(zāi)難性的,弄不好整個(gè)航天器可能被炸成渣。
“如果采用亞金屬氫來(lái)替代液氫,不僅僅更加安全可控,更重要的密度,亞金屬氫的密度是液氫的7倍,這意味著之前儲(chǔ)存1噸液氫的容器,現(xiàn)在可以儲(chǔ)存7噸。”馬院士繼續(xù)說(shuō)道。
王光海和李仲庭等人也盤算起來(lái),一般來(lái)說(shuō)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和氧化劑,也就是液氫和液氧的比重是1:8。
為什么是1:8,原因非常簡(jiǎn)單,因?yàn)闅溲跞紵蟮漠a(chǎn)物是水,也就是H2O,根據(jù)氫原子的原子質(zhì)量約為1,氧原子的原子質(zhì)量約為16,就可以計(jì)算出液氫和液氧的比重是1:8。
但是液氫和液氧的密度比,卻天差地別,液氫的密度是70.8千克每立方米,而液氧的密度是1141千克每立方米。
液氫和液氧的密度比約為1:16,這樣一來(lái)1噸液氫需要14個(gè)立方米來(lái)儲(chǔ)存,而8噸液氧才7個(gè)立方米。
如果改用亞金屬氫,1噸才需要2個(gè)立方米左右。
在宇宙飛船之中,不僅僅重量錙銖必較,連體積也是錙銖必較的。
如果大家看過神舟飛船在外太空的情況,就知道里面的空間是多么擁擠。
宇航員幾乎是連操作儀表盤的空間都沒有,這也是為什么東唐和毛熊的宇宙飛船里面配備一根棍子的原因,那根棍子就是用來(lái)按儀表盤按鍵的。
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