《穿越之後我帶領國家登臨宇宙之巔》第288章 木星採氣(2)

作者:穿越者大軍的一員·1個月前

“但土星距離地球更遠——差不多是木星的兩倍。從地球到土星的航程更長,運輸成本更高。”

討論持續了將近兩個小時。

最後,林小鏡做了總結:“木星的任務不是現在就要做的。金星的採氣任務是我們的一期工程,驗證軌道繫留和大氣抽取的技術。如果金星任務成功,我們就積累了經驗,可以嘗試在木星或土星上部署類似系統。時間表可以放到三到五年後,不著急。”

專案評審會結束後,林小鏡回到辦公室。

她開啟計算機,調出了木星軌道繫留系統的模擬模型。

這個模型是她用零散的時間搭建的,精度不高,但已經能夠模擬一些基本行為。她輸入了一組引數:軌道高度一萬公里,繫纜長度一千二百公里,採氣裝置質量五十噸,飛船質量二千噸,繫纜直徑兩毫米,材料比強度每千克五十兆牛。

模擬開始執行。

系統進入軌道後,繫纜在重力和離心力的共同作用下逐漸拉直。採氣裝置沉入木星大氣層,深度大約在雲頂以下一百公里左右。那裡的氣體密度足夠高,壓強大約兩個大氣壓,溫度大約零下一百度。

採氣裝置開始工作。它吸入木星大氣,透過分子篩膜分離出氦氣——木星大氣中的氦氣含量大約百分之十,其中氦-3的丰度大約是十萬分之一。也就是說,每一百萬個氦原子中,大約有十個是氦-3。

這個丰度看起來很低,但木星大氣的總量極其巨大。即使只抽取木星大氣最上面的一小部分,氦-3的年產量也可以達到數百噸。而地球上每年只需要幾十公斤的氦-3就足夠滿足全世界的能源需求。

模擬運行了模擬的三十天。

前十天一切正常,繫纜的張力在預期範圍內波動。第十一天,一個木星風暴系統移動到了採氣裝置附近。風速突然增加到每秒兩百米,繫纜的張力峰值超過設計值的百分之八十。

系統沒有斷裂,但出現了大幅擺動。擺動使得采氣裝置的位置上下變化了上百公里,進入了下層溫度更高的區域。電子裝置的溫度開始上升,雖然還在工作範圍內,但已經接近上限。

第二十二天,風暴系統移走了,系統逐漸恢復穩定。

第二十八天,木衛三的引力擾動導致軌道出現微小偏移,繫纜的角度變化了零點三度。這個偏移在控制系統的補償範圍內,沒有造成問題。

模擬結束時,所有關鍵指標都在可接受範圍內。

林小鏡仔細分析了模擬資料,在筆記本上記錄了幾個需要最佳化的點:第一,繫纜的安全裕度需要從百分之二十提高到百分之五十,以應付木星風暴的極端情況。這意味著繫纜的直徑可能需要增加,質量也會相應增加。第二,採氣裝置需要更好的隔熱設計,以應對可能深入大氣層深處的情況。第三,軌道控制系統需要更精確的模型,把木星衛星的引力擾動考慮進去。

她還注意到一個問題:木星的輻射帶集中在赤道附近,高緯度地區的輻射強度只有赤道地區的百分之一。如果把採氣系統部署在極軌道上,輻射對電子裝置的損傷會大大降低。但極軌道的穩定性怎麼樣?木星的極地渦旋和赤道風暴哪個更惡劣?這些資料還不足,需要更多的軌道探測器去收集。

林小鏡關掉了模擬程式。

現在的重點是金星。木星的事情可以往後放,但預研不能停。她寫了封郵件給專案組,要求他們在年底前完成木星系纜材料的初步測試,至少要知道現有的碳奈米管複合材料在木星低溫環境下的效能變化。

然後她打開了金星任務的發射準備報告。

第一艘貨運飛船的發射視窗是十月二十八日到十一月十五日。最佳發射時間是十一月三日,視窗寬度只有兩小時。如果錯過這個視窗,就要等到下一個視窗——大約一週後,但那樣到達金星的時間會晚很多,影響後續的部署計劃。

發射視窗的計算涉及到地球和金星的相對位置、軌道力學、推進器的效能、載荷的質量等多個因素。林小鏡已經複核過三遍,確認十一月三日是最佳選擇。

飛船的載荷清單她已經簽過字。清單上列著:大氣抽取裝置模組二百五十個,碳奈米管複合材料管道卷盤一個,浮空器骨架材料一套,太陽能電池板一百塊,電推推進器二十臺,對接裝置和萬向關節零部件若干,以及配套的工具和備件。

所有載荷都已經裝載完畢。飛船的總質量是一千二百噸,其中載荷質量佔了一半。剩下的部分是飛船本身的結構、推進劑、姿態控制系統、通訊系統等。

飛船的推進系統使用的是DT推進器,也就是磁等離子體動力推進器。這種推進器的比衝高,推力適中,適合長時間的深空航行。從地球到金星需要大約四個月,途中需要進行幾次軌道修正,確保準確進入金星軌道。

林小鏡翻到發射準備的最後一項:倒計時程式。

發射倒計時從T-72小時開始,經過一系列的系統檢查和測試,到T-0時發動機點火,飛船升空。整個過程由發射控制中心統一指揮,林小鏡不需要參與具體操作,但她需要在發射當天到控制中心坐鎮——不是因為她不信任控制中心的人,而是因為她想親眼看著飛船離開地球。

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