我真的不想當(dāng)學(xué)霸 第四百六十一章離子發(fā)動(dòng)機(jī)

九龍大學(xué)高等研究院自然科學(xué)院。

看著正沉浸于物理世界的張守晟，劉一辰?jīng)]有打擾對(duì)方，目前自然科學(xué)院最具知名度的理論物理學(xué)家就是張守晟。

張守晟15歲的時(shí)候，就直接跳過高中考入復(fù)旦大學(xué)物理系，17歲就從復(fù)旦大學(xué)物理系畢業(yè)，前往柏林自由大學(xué)就讀碩士，僅僅20歲就獲得該學(xué)校學(xué)位，并且進(jìn)入紐約州立大學(xué)石溪分校攻讀博士，師從楊震寧，僅僅24歲就獲得博士學(xué)位。

而24歲，正常都是才大學(xué)本科畢業(yè)，可是張守晟就已經(jīng)博士畢業(yè)了。

這還不止，年僅30歲他就被斯坦福大學(xué)聘為物理系教授，33歲被斯坦福大學(xué)評(píng)為終身教授。

在2006年的時(shí)候，張守晟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)半導(dǎo)體能耗與散熱問題提出了基于電子自旋的‘量子自旋霍爾效應(yīng)’。量子自旋霍爾效應(yīng)是關(guān)于電子運(yùn)動(dòng)的一個(gè)新規(guī)律，即電子自轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的規(guī)律。利用該規(guī)律可使電子有序地運(yùn)動(dòng)，從而降低能量耗散，并有可能研制出新的工作原理的計(jì)算機(jī)芯片，從而促進(jìn)信息技術(shù)的進(jìn)步。在此基礎(chǔ)上，張守晟發(fā)展了能夠?qū)崿F(xiàn)這種新運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一類新奇量子材料－拓?fù)浣^緣體，是這個(gè)領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一。

2009年，張守晟與中科院物理所方忠等合作，預(yù)言了三種拓?fù)浣^緣體材料，這是材料物理領(lǐng)域的一個(gè)重大進(jìn)展。他與水木大學(xué)薛其坤等開展了理論與實(shí)驗(yàn)的緊密合作，制備出高質(zhì)量的材料，在拓?fù)浣^緣體基本性質(zhì)研究方面取得了一系列開創(chuàng)性成果，并于2013年在反?；魻栃?yīng)被發(fā)現(xiàn)130多年后發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)，這是國際物理學(xué)界重大科學(xué)突破之一。

而在加入九龍大學(xué)后，張守晟帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，也是屢出成果。就在去年，便在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)：在整個(gè)物理學(xué)界歷經(jīng)80年的探索之后，他們發(fā)現(xiàn)了手性馬約拉納費(fèi)米子的存在。這一發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證了由意大利理論物理學(xué)家馬約拉納在80年前提出的預(yù)測——存在一類沒有反粒子的粒子。同時(shí)也證明了存在一種比量子還小的單位，這將對(duì)量子理論帶來巨大的改變。

可以說，張守晟的成果，至少有兩項(xiàng)是諾獎(jiǎng)級(jí)的，可惜諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有太多人在排隊(duì)在等著，張守晟如今才55歲，算是年輕一輩，比較不容易獲得這一獎(jiǎng)項(xiàng)。

特別是去年他將國籍改為華夏籍，更是讓這個(gè)難度提升了不少。

不過這背后同樣也是一種博弈，諾貝爾獎(jiǎng)想要再像以往那般，也不容易，畢竟不管是九龍大學(xué)還是華夏，亦或者張守晟作為楊震寧最后一位學(xué)生這個(gè)特殊身份，本身也不容小覷。

就如今年，張守晟就入選諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)候選名單，得到了十幾位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主的推薦。

楊震寧可是也同樣在發(fā)力著，作為一個(gè)物理學(xué)巨匠，同時(shí)也是活著物理學(xué)家中排名第一的物理學(xué)家，楊震寧的影響力不容小覷，要是哪天他去世了，也許世人就會(huì)發(fā)現(xiàn)，他在物理學(xué)界的地位超出霍金一截。

劉一辰?jīng)]有打擾這位去年更改國籍，同時(shí)成為華夏科學(xué)院院士的學(xué)者，悄然離開。

他來到了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是從事航天航空領(lǐng)域研究的，上下共有9層，地下3層，地上6層，共有數(shù)百位研究員、工程師。

此時(shí)他來到的是一個(gè)研制量子通訊衛(wèi)星的，量子通訊衛(wèi)星是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星，徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術(shù)，抗衡外國的網(wǎng)絡(luò)攻擊及防御力。

量子信號(hào)從地面上發(fā)射并穿透大氣層——衛(wèi)星接收到量子信號(hào)并按需要將其轉(zhuǎn)發(fā)到另一特定衛(wèi)星——量子信號(hào)從該特定衛(wèi)星上再次穿透大氣層到達(dá)地球某個(gè)角落的指定接收地點(diǎn)。

在很早的時(shí)候，科學(xué)家們?cè)O(shè)想：如果把“量子糾纏“原理用于通信，將極大提高通信的安全保密程度。

因此，全世界各國但凡有實(shí)力的，無不對(duì)展開研究。

華夏也不例外，在很早的時(shí)候就展開了量子衛(wèi)星的研究，將量子衛(wèi)星列入華夏科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，其主要科學(xué)目標(biāo)是借助衛(wèi)星平臺(tái)，進(jìn)行星地高速量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子秘鑰網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，以期在空間量子通信實(shí)用化方面取得重大突破，在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，開展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)研究。

在2016年的時(shí)候，華夏就發(fā)射了世界首顆‘量子衛(wèi)星’墨子號(hào)，使得我國在‘量子通信’上處于世界領(lǐng)先水平。在2017年的時(shí)候，‘墨子號(hào)’量子衛(wèi)星在世界上首次實(shí)現(xiàn)千公里量級(jí)的量子糾纏，代表著世界在量子通信向?qū)嵱眠~出一大步。在2017年9月份的時(shí)候，世界首條量子保密通信干線‘京滬干線’與‘墨子號(hào)’量子衛(wèi)星進(jìn)行天地鏈路，使得我國成功實(shí)現(xiàn)了洲際量子保密通信，這標(biāo)志著華夏在全球已構(gòu)建出首個(gè)天地一體化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)雛形，為未來實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

而就在今年一月份，在華夏和奧地利之間首次實(shí)現(xiàn)距離達(dá)7600公里的洲際量子秘鑰分發(fā)，并利用共享秘鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信，標(biāo)志著‘墨子號(hào)’量子通信衛(wèi)星已具備實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信的能力。

但是這不意味著，量子通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到頭了，恰恰相反，這僅僅只是一個(gè)新的起點(diǎn)，量子通信衛(wèi)星和量子通信技術(shù)一片藍(lán)海，大有可為，前途遼闊。

按照規(guī)劃，華夏計(jì)劃部署25顆量子通信衛(wèi)星，創(chuàng)建一個(gè)連接全世界的通信網(wǎng)絡(luò)。

雖然當(dāng)年劉一辰的‘暗度陳倉計(jì)劃’，使得華夏的很多老鼠蟑螂被一網(wǎng)打盡，空氣新鮮了不少，在很多領(lǐng)域都得到受益。但是這么多年下來，那一計(jì)劃成果，也已經(jīng)消化殆盡。但是通信安全，卻始終放在一個(gè)非常重要地位。

量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽和不可破解，從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性地解決信息安全問題。

九龍大學(xué)和華科大就是負(fù)責(zé)量子通信技術(shù)研發(fā)，包括量子通信衛(wèi)星，這兩所大學(xué)，也是目前為止全國裝備有量子計(jì)算機(jī)的大學(xué)。

雖然量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)誕生，但是迄今為止，全國上下也就生產(chǎn)安裝了一百臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，而這些量子計(jì)算機(jī)都是用于科學(xué)研究、國防安全建設(shè)、國家金融安全系統(tǒng)建設(shè)等。

外界雖然知道量子計(jì)算機(jī)誕生，但是哪怕?lián)]舞著鈔票，也暫時(shí)得不到量子計(jì)算機(jī)。

不過隨著量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)能攀升，量子計(jì)算機(jī)走入社會(huì)，也只是時(shí)間問題而已。

要說量子計(jì)算機(jī)誕生影響最大的，最為明顯的莫過于虛擬貨幣市場，自從量子計(jì)算機(jī)誕生后，短短時(shí)間內(nèi)，各種虛擬貨幣直接有價(jià)無市，哪怕是買一塊錢都沒人愿意買。

比特幣等虛擬貨幣，貶值數(shù)百倍上千倍，不知道多少炒虛擬貨幣、賭虛擬貨幣能夠暴富的炒幣客，財(cái)富化為烏有，從百萬富翁、千萬富翁、億萬富翁直接變成一個(gè)負(fù)債累累的人。

除了量子通信衛(wèi)星之外，這里還開展著離子發(fā)動(dòng)機(jī)、霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)等先進(jìn)技術(shù)。

離子發(fā)動(dòng)機(jī)，是太陽能電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)三種類型中的一種，也被稱為太陽能電火箭。離子發(fā)動(dòng)機(jī)是正在發(fā)展中的新技術(shù)，屬于非常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng)。它與普遍使用的液體火箭、固體火箭等化學(xué)火箭有所不同，是靠太陽能工作，而非化學(xué)能。化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?jīng)過噴管的氣動(dòng)熱力加速，再轉(zhuǎn)化為噴射燃?xì)饬鞯膭?dòng)能來產(chǎn)生推力。

而離子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作介質(zhì)則是通過太陽能轉(zhuǎn)換成的電能予以加熱的方式或這種電能產(chǎn)生的靜電場、電磁場的作用獲得動(dòng)能來實(shí)現(xiàn)反作用推進(jìn)的。

這種離子發(fā)動(dòng)機(jī)，比常規(guī)的化學(xué)火箭效率要高10倍，所需推進(jìn)劑教少，可使航天器有更多的空間裝載有效載荷。由于它利用的是取之不盡用之不竭的太陽能，故而能在太空無重力狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)幾年時(shí)間。

當(dāng)然它目前的缺點(diǎn)也很明顯，就是推力和加速度都很小，要使航天器達(dá)到預(yù)定的飛行速度，用時(shí)很長。比如智慧1號(hào)上裝載的離子發(fā)動(dòng)機(jī)提供的加速度只有0.2毫米/秒2。

但是雖然目前缺點(diǎn)很明顯，卻也可以看到它的潛力巨大，化學(xué)燃料只能用于短距離的航天活動(dòng)，注定是無法進(jìn)行更遠(yuǎn)距離航行，所以離子發(fā)動(dòng)機(jī)等采用新能源的推進(jìn)系統(tǒng)，是未來航天的趨勢(shì)。這也是各大航天大國紛紛開展研究，便是如此。

至于霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于電推進(jìn)裝置，它將氙作為推進(jìn)劑，實(shí)現(xiàn)將外部獲取的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的一種最新裝置?；魻柊l(fā)動(dòng)機(jī)最為先進(jìn)的一點(diǎn)，是它將氙作為推進(jìn)劑只會(huì)起到催化劑效果，可以說被消耗的極少甚至是不被消耗，因?yàn)樵陔娔苻D(zhuǎn)化動(dòng)能的過程中，主要就是消耗電能，而不是推進(jìn)劑。

霍爾推進(jìn)器其實(shí)并非屬于新鮮事物，它早已應(yīng)用在航天活動(dòng)中，主要用以衛(wèi)星軌道矯正。它與離子發(fā)動(dòng)機(jī)有相似之處，但是又有所不同，都是屬于航天前沿技術(shù)。

一旦這些航天技術(shù)有了突破性進(jìn)展，可以大大提高航天器性能，那么載人登月也就顯得簡單了。

當(dāng)然關(guān)于航天航空的課題研究，也是極其燃燒經(jīng)費(fèi)的，每年燃燒的經(jīng)費(fèi)多達(dá)數(shù)十億元，而且還是因?yàn)檫@里面有著SA支援的技術(shù)以及工程師、研究員，甚至連華科院閩省分院，都有上百人是直接從事航天航空領(lǐng)域的研究，不然的話單靠一個(gè)學(xué)校，真的力有所逮。

劉一辰在一些領(lǐng)域進(jìn)行了理論完善與研究，但是將理論變?yōu)閼?yīng)用，就需要這些工程師、研究員，畢竟個(gè)人的力量始終是渺小的，團(tuán)隊(duì)的力量才是強(qiáng)大的，鍛造出一支擁有極強(qiáng)戰(zhàn)斗力的科研團(tuán)隊(duì)，可比他直接兌換技術(shù)要強(qiáng)大得多。

而且更重要的是，目前的局勢(shì)，有讓這些人成長的時(shí)間。

而這種用錢砸的效果也是很明顯，國產(chǎn)霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)推力從原先的1牛，提升到了10牛，在‘九龍拉棺計(jì)劃’衛(wèi)星就裝備了霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)，用于軌道保持以及軌道的微調(diào)整，甚至關(guān)鍵的時(shí)候，這種小衛(wèi)星可以化作子彈，直接撞擊在太空的那些大衛(wèi)星。

這種事，也是幾年后Spabsp;X經(jīng)常干的事情，專門用來惡心他人，索要保護(hù)費(fèi)的。

在今年要發(fā)射的嫦娥五號(hào)，同樣也是搭載了霍爾發(fā)動(dòng)機(jī)，在這里面將進(jìn)行一定程度實(shí)驗(yàn)。

與之前嫦娥四號(hào)不同，這次嫦娥五號(hào)是屬于‘回’這一步驟，是嫦娥三期工程，它將登陸月球表面，并且采集月壤，并且返回地球。

也因此，嫦娥五號(hào)由軌道器、返回器、著陸器、上升器等多個(gè)部分組成，體積也比嫦娥四號(hào)大了不少，所以也將使用華夏新一代的重型運(yùn)載火箭——長征五號(hào)發(fā)射。

此次嫦娥五號(hào)意義非凡，它如果取得圓滿成功，那么將意味著華夏將不缺對(duì)月壤的研究，同樣的也意味著華夏掌握了地月往返技術(shù)，從理論上來說，華夏就具備著載人登月的能力。

而且與其他嫦娥系列衛(wèi)星是在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射不同，這一次嫦娥五號(hào)將在文昌航天發(fā)射場發(fā)射。

文昌航天發(fā)射場位于瓊斯，屬于開放式濱海發(fā)射場，也是華夏為了進(jìn)行深空探索建立的航天發(fā)射場，以后探索月球、探索火星等深空探索任務(wù)都會(huì)在文昌航天發(fā)射場執(zhí)行。

同樣的，文昌航天發(fā)射場也是屬于最年輕的航天發(fā)射場，建成至今都沒幾年，到了2016年舉行了首次發(fā)射任務(wù)。