大国院士第五百九十五章 半年的时间
对于徐川来说，将航天飞机送上外太空这仅仅只是发展航天技术中最为基础的目标。 他的目标是实现地月资源的运输，甚至是地火之间的殖民。 而这一切的基础，都建立在成熟且高速的航天技术上。 不过这对于目前的航天技术来说，可以说是一个‘奢望’。 以米国的阿波罗一号登月飞船举例，它从地球前往月球就花费了整整八天多的时间，更别提返回了。 这和它的发射方式，技术等各方面都有关系。 阿波罗登月飞船在发射时，航天并非直接通过加速进入地月转移轨道段，而是做出各种变轨机动，才能前往月球。 它的整个飞行过程可分为四个轨道段：进入地球轨道段、环绕地球飞行轨道段（又称调向轨道段）、地月转移轨道段、环绕月球飞行轨道段。 首先，宇航员需要乘坐火箭从地面的危险中心升空，然后进入地球轨道，这个时间是16个小时。 绕地球飞行后，飞行器将上升到另一个轨道，离地球更远，离月球更近。在这个轨道上，飞行器需要再飞行24小时才能进行下一个动作。 这是第一次调向轨道段。 随后，飞机再次上升到48小时的轨道，这是第二次调向轨道。 前后两次绕地球飞行后，它依旧不能直接飞向月球，还需要在进行48小时的周期上升到轨道，做第三次调向轨道，更大范围的远离地球，接近月球。 在完成三次变轨后，航天器就可以开始加速前往月球了。这个过程大概需要5天，也就是120个小时。 当它接近月球轨道时，会被月球的引力捕获。 进入月球轨道后，航天器会停留在月球200公里的轨道上，开始减速。 减速完成后，才能开始安全着陆在月球表面。 前前后后，各种复杂的变轨、各种环星体运行、整个飞行过程耗时间达到了八天多，才能最终完成一次登月，可见登月的难度之大。 而且这还仅仅是月球，地月平均距离仅仅只有38万千米的情况下。 如果是登陆火星的话，哪怕是距离最近的时期，地球和火星间的平均距离也高达了5500万公里。 如此漫长的距离，需要的时间可不止一个月两月的。 以目前的航天技术来看，至少需要半年以上的时间才能从地球抵达火星。 对于别人来说，这个时间可能相当的短暂。 但对于徐川来说，这个时间耗费的就有点太长了。 半年的时间才能完成一次登火，以目前的航天技术来说，要实现在火星上建立科研基地或者殖民什么的，需要的时间恐怕是以百年为单位的。 办公室中，面对这个问题，常华祥院士都忍不住开口道：“我说你这心也太大了一点吧，咱们月球都还没上去，你就在考虑登陆火星了。” 徐川抿了口杯中的清茶，笑着开口道：“登月对于我们来说虽然有难度，但并非遥不可及不是么。” “如果仅仅是登月的话，对我而言并没有多少的挑战性，也不值得我耗费这么多的时间和精力去主导这项工作了，我相信国内航天领域的有足够的人才可以担当这项使命。” 事实上，对于徐川来说，登月不是他的目标，甚至登火也不是他的目标。 在他的脑海中，相比较这两者还有一个更加宏伟远大的计划，只不过这会就没必要说出来了。 毕竟那个想法说出来，整个社会目前来说，能理解和支持的，恐怕万分之一都没有，顶多是给人徒添一些觉得他疯狂的谈资罢了。 沙发上，听着徐川的豪言，常华祥感慨道：“还是你们年轻人有想法有目标有瓶颈，载人登陆火星啧啧，也不知道我有生之年能不能看到。” 感叹了一句，这位常院士紧接着思忖了起来。 过了一小会后，他开口道：“要想缩短登月或者登火的时间，办法也并不是没有。” “怎么说？” 常华祥想了想，开口道：“要想缩短时间，最有效的办法有两个。” “第一个就是通过推进器消耗燃料（工质）来提升航天器的速度，你也很清楚，航天器的速度越快，前往月球和火星的时间自然也就越短。” “不过这对于航天器或者说航天发动机的性能，以及燃料等方面都有极高的要求。” 听到第一个解决办法，徐川简单的思索了一下就明白了这位常华祥院士的想法。 众所皆知，在距离固定的情况下，不考虑其他因素，前进的速度越快，需求的时间也就越短。 而传统的载人航天前往月球、火星等地外行星的时候，在很大部分的路段上几乎都是保持均速前进的。 对于传统的化石燃料火箭来说，这一点几乎很难有什么突破。 因为推重比限制了一切，登陆器和航天器不可能携带大量的燃料去做这件事。 传统的航天器无论是从设计方面，还是从功能性方面，亦或者是从自身的载荷与发射重量等方面来考虑，都不可能留出大量的空间和重量来承载燃料。 而每一次变轨、加速、减速等环节都需要大量的燃料来完成。 这也限制了人类探索其他行星的能力。 毕竟如果要回收探测器或者是将宇航员送过去再收回来的话，航天器的续航就是最大的问题。 不过对于使用小型化可控核聚变技术为能源的航天飞机来说，能源问题就完全不用担心了。 氘氚聚变释放的能源是化石燃料燃烧的千倍万倍，一吨氘氚原料，就足够完成一次载人登月了。 相对比化石燃料来说，解放的空间虽然会有一部分用于航天工质的存储上，但毫无疑问，剩下的空间足够航天员在航天器上生存更久的时间或者承载更多的物资。 “那第二种缩短时间的办法呢？” 第一种方式很简单，以小型化可控核聚变反应堆的效率，实现航天器的提速并不是什么难事。 这会，徐川倒是更好奇另一种缩短航天时间的方式。 常华祥笑了笑，开口道：“第二种方式对于航天技术的要求较高，且有一点的风险。” “怎么说？” “省略掉航天器在载人登月或者登火过程中的绕轨调整，在外太空轨道直接登月！” 听到这话，徐川有些诧异的看了一眼面前的常华祥院士，微皱着眉头开口道：“省略掉轨道调整，这风险会不会有些太大了？” 虽然并非航天领域的学者，但他对于航天也并非一窍不通。 至少最近这些时间，他恶补了很多的航天知识。 前面有聊过，航天器在奔赴月球的时候，并不是直来直往的，而是需要绕地球和月球不断的做变轨运动来进行调节轨道。 这么做的主要原因在于航天技术和理论上的不足与差异。 技术就不用多说了，为了提高火箭效率，目前几乎所有的化学火箭都采取了多节火箭的设计。 同时，飞行器的不规则形状决定了它留在火箭上时，太阳能电板、天线等突出部位要折叠，外面要套整流罩。 因此，当最后一节火箭被抛弃后，登月器需要一定的时间来分离、展开、上电、测试等等工序。 尤其是测试环节，你总不能等到飞行器到了月球附近了，才发现飞行器有故障亟待修复吧？ 绕轨飞行也有调整展开和测试航天器是否能正常工作的原因。 而理论，则在于目前航天领域使用的基础在于一种名为‘霍曼转移轨道’的理论。 这是高中物理上的知识，无论是高考还是竞赛都经常会有考到，是一种变换太空船轨道的方法。 运用霍曼转移轨道，航天器在变轨途中只需两次引擎推进就能大幅度的修改自身的轨道，可以大量的节省航天器燃料。 毕竟在现实中，每一次变轨机动变化的轨道参数越大，对发动机推力的要求就越高，同时也需要更长的工作时间、更高的控制精度，也就意味着会有更大的风险。 多次绕轨，也是降低风险，保障航天器和宇航员安全的重要手段。 如果说需要航天员承担更高的风险来降低登月的时间，徐川反而不愿意接受。 尽管他希望技术能得到提升，但却不能是建立在牺牲航天员的基础上。 听到徐川的担忧，常华祥院士赞扬的点了点头。 他提出这种方式，也有想看看眼前这位年轻学者想法的意思。 毕竟是第一次见面与合作，虽然听说过他很多的故事，但知人知面不知心。 在学术界，偏执是绝大部分学者都有的特质，这是一把双刃剑，正常的时候能帮助一个人在学习和研究的道路上坚持前进。 但过于偏执，就会疯狂。 有些时候，一部分的研究人员对于技术或者科研的偏执已经达到了不顾一切的地步了。 比如有一部分搞生物研究的，很多时候都视生命如无物般疯狂。 常华祥自然不希望眼前这位也有着这种想法，虽然他很想实现航天飞机的梦想，但却并不希望将自己的能力用在错误的地方。 毕竟以眼前这位当前在国内的地位和能力，一旦有所偏差，对于国内学术界的发展将是一个极大的重创和损失。 不过现在看来，眼前这位的想法还是很好的。 笑了笑，常华祥开口道：“在登月或者登火的过程中省略掉轨道调整，放到传统的探月船上很难做到，毕竟传统的运载火箭需要在抵达高轨后完成航天器的展开等工作。” “不过对于航天飞机来说，节省掉这一步，或者说，缩短轨道调整的时间并不是不可行的。” “航天飞机相对比传统航天器来说优势很多，不需要展开额外的太阳能板、天线等设备就足以省略掉很大一部分的绕轨调整了。” “而且更关键的是，你手上的小型化可控核聚变技术突破后，能源对于它来说不再是一个桎梏。” “庞大的体积意味着航天飞机可以携带更多的物资，充足的能源可以保证它即便是的偏离轨道后，也能做出调整” 说到这，徐川也明白了常华祥院士的意思，他思索着道：“就像普通的民航客机一样，虽然航程路线一开始是固定的，但并不意味着它就没有能力修改路线了，是这个意思是吧？” 常华祥笑着点了点头，道：“对！” “传统的航天器不具备这样的条件，因为本身的设计思路就不走这条路线，但航天飞机具备，这本就是它的优势。” “尤其是在能源问题得到解决后，在太空航行的过程中，它可以如同大气层内的飞行器一般，随时沟通和重新锁定目标和方向。” 顿了顿，他接着道：“不过这种方式对于计算力的要求恐怕会比较高，尤其是实时调节轨道的话。” 徐川笑道：“这个没问题，建一个超算中心就好了。” 闻言，常华祥嘴角动了动，欲言又止。 他想问问你知道一个超算中心多少钱不？哪怕是专用型，对于航天这种而言，价格恐怕也超过九位数了。 有这份专门建一个超算中心的钱，恐怕都足够将大两位数甚至是三位数的卫星发射上天了。 哪怕是对于载人登月所需的经费来说，这也是不小的数字。 真·壕无人性？ 徐川倒是没想那么多，超算中心这种对他来说还真是小事。 更何况超算中心也不是一次性用品，随着时间的发展，航天任务的增多，超算中心只会越用越划算。 思索了一下，他开口道：“常院士，航天领域这块你是专家，如果将航天飞机相关的工作交给你，大致需要多久的时间能完成？” 听到这个问题，常华祥思索了一下，道：“两年，两年之内我可以保证完成至少一架航天飞机的生产。” “太久了。” 徐川摇摇头，两年的时间，黄花菜都凉了。 常华祥无奈道：“这已经很短了，我们在航天飞机路线上并没有多少的发展，相关的设计和思路都需要进行反复的调整。” “除此之外还有一些航天飞机上的技术需要攻克，比如最外层的隔热瓦这些，还有零部件和设备的生产制造，以及组装这些，都需要的时间。” 徐川摇了摇头，道：“从目前的情况来看，如果想要在米国重返月球之前率先登上月球，我们最多还有不到一年，甚至只有半年左右的时间。”