海峽航天發射基地在加班加點建設時,黃明哲也沒有閑著。
津市的運載火箭總裝配工廠里面。
黃明哲正和陳耀、李國慶,還有前大不列顛星際學會的約翰?菲爾德討論著。
此時他們正在虛擬實驗室里面,面前是一艘非常粗獷的宇宙飛船,它代號“代達羅斯”。[注:代達羅斯為古希臘神話中米諾斯迷宮的建造者。]
代達羅斯號是上世紀七十年代,大不列顛星際學會設計的核聚變宇宙飛船,而且是目前唯一確認可行的跨越星系宇宙飛船。
當然方案是可行的,但是工程難度非常巨大。
公元1978年,大不列顛星際學會公布了代達羅斯計劃的最終方案,該計劃給出了有史以來第一份詳細的核動力飛船設計圖,旨在論證可能性。
代達羅斯號是一艘無人星際科考飛船,不過這艘飛船的重量太感人了,重達5.5萬噸,其中5萬噸是燃料的重量,科學儀器重量只有500噸。
而且飛船只能在軌組裝,看看只有300噸的國際空間站,組裝就花了20年時間。
就算是新人類的長五—D已經將發射成本壓低到非常可觀的地步,代達羅斯號飛船在工程上依舊非常不友好。
黃明哲之所以選擇代達羅斯方案,主要是這個方案沒有技術難度。
核聚變推進火箭有兩種,一種是聚變直噴,另一種是核光子火箭。
聚變直噴火箭工作原理如下:核聚變產生大量的氦核(阿爾法粒子)、質子、電子,通過磁場引導噴出,可以達到很高的排氣速度和比沖,產生的推力和推重比,比核電推進還要高。
代達羅斯方案采用氘和氦3作為聚變燃料,氘和氦3組成的聚變燃料球,由高能電子束在慣性約束反應室中點燃發生聚變,產生的離子氣在磁場的約束下以每秒1萬千米的速度排出船尾,作為動力的來源。
每秒代達羅斯需要消耗250個這樣的燃料球,代達羅斯號設想的核聚變推進器的尾氣噴出速度,可以達到真空光速的12%左右。
當然黃明哲并不需要飛船達到15%光速,一方面暫時不需要進行跨星系飛船,另一方面5萬噸氘和氦3,是一道送命題。
氘還好說,海水里面可以提煉出來,但是氦3就坑爹了,藍星上面提煉一公斤都夠嗆,還兩萬多噸氦3,怎么不上天?
月球倒是有上百萬噸儲量,可惜光明會在上面占著地,根本沒有開采條件。
“黃,如果你不需要高速的核聚變飛船,燃料可以減少非常多。”約翰?菲爾德一邊說一邊用火箭公式計算著結果。
黃明哲當然知道,如果飛船不需要太高速度,燃料載荷比可以降低非常多。
比如將代達羅斯飛船加速到真空光速的0.2%,需要的燃料載荷比是0.029。
如果飛船滿載的燃料量,要求能從靜止加速到真空光速的0.2%,再減速到靜止、至少反復10次,則最終燃料載荷比約為0.77。
即燃料以外的部分質量為1萬噸的飛船,要能攜帶0.77萬噸核燃料。
實際上即使是0.01%光速(30公里/秒),也比第一、二、三宇宙速度快非常多。
“黃,如果你只要求最大速度達到30公里/秒,我可以將燃料載荷比壓縮到0.04,考慮的續航能力,最終燃料載荷比在0.08左右最適合。”約翰?菲爾德指著數據解釋道。
黃明哲對于這個最終燃料載荷比數據比較滿意,他點了點頭說道:
“直接采用小型金烏核聚變反應堆,便可以改造成為核聚變直噴發動機。”