迷失在星空 第四十六章 先进推进技术

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数学和物理学的关系比较复杂，它们都是从实践中产生、发展，彼此有着密不可分的关系，互促发展。

很多人都在争论谁是科学的基础，数学家说物理学离了数学就傻眼，而数学可以离开物理学独立生存；物理学家则反驳说，数学本身无法推动社会进步，只能跟物理学配合方能显示出它的价值，所以数学不是基础，而是工具。

对杜兰德来说不存在利益及观念冲突，他既是数学家又是物理学家。数学现在有些跟不上物理学的发展，而物理学因为很多问题没有研究透，无法用数学建模，甚至研究的物理现象无法用现有数学体系进行建模，杜兰德因此很苦恼。他的好友数学学部副主任韦恩.加西亚博士是菲尔兹奖获得者，以前研究纯粹数学，现在以应用数学为主，整天跟在杜兰德屁股后面转，为他排忧解难。

数学不是万能的，但是科学离不开数学。联合技术公司管理层都明白这个道理，所以双威教育集团高薪聘请了多位数学家培养员工子弟。数学家在威州的地位极高，热衷于研究数学的高智商学生不少，和想成为物理学家的人一样多。

高手多，李庄就不好意思再去大学表现他自学的计算数学水平。杜兰德不同，他最开始学的就是数学，有博士学位，从交往的圈子可以看出他的水平杠杠的，双威大学数学系教授名录中有他的名字。

泽维尔去玩核武器，杜兰德只好接过等离子体物理研究所所长的位置。这厮以前就在iter工作，倒是轻车熟路。工程核物理研究院在物理学部禸 部被称为工程核物理研究所，没把泽维尔当外人，当然也不可能当外人，物理学部和工程核物理研究院的成果是共享的。堪培拉没有在其中捣乱，知道如果将泽维尔团队和物理学部强行分开，这方面的开支就会大增，谁都不愿意自找麻烦。

“我先承认，惯性约束核聚变实验堆有泽维尔的努力在里面，我不会偷了他的功劳。”杜兰德开篇就来了一句。

“哈哈，这家伙不会是担心泽维尔找他麻烦吧？”计算机专家笑得没心没肺。杜兰德之所以有个“法国兔子”的绰号，跟他的特征有关系，武力值很低，跑得贼快，所以每次碰到有人想扁他，一般都选择跑路而不是就地抵抗。

泽维尔虽然长得帅，但别人不会因为他长得帅就不打他，偏偏他的武力值也比较低，只好欺负杜兰德，当然是因为杜兰德经常把他当枪使。

两位搭档一起打打闹闹过了上十年，感情深厚，他们的无间隙配合极大地提高了公司在核聚变方面的研究水准。

物理学部高手遍地，宇航动力研究所的核发动机实验室跟物理学部关系密切，禸 部将他们视为一体。方向类似，保密等级相同，都是九级，交叉任职，比如古巴耶夫兼任凝聚态物理研究所超声波核聚变实验室主任，惯性约束核聚变发动机项目组组长钱若非兼任惯性约束核聚变实验室主任。

磁约束核聚变实验室主任是杜兰德兼着，不过他是物理学部主任，只能一碗水端平。惯性约束核聚变实验堆点火成功是件大事，但显然杜兰德没有意识到它对李庄的意义，所以也没有打电话过来报喜。他从不去新威航天中心看热闹，一再宣称“我要在地球上老死，没准备上太空”。钱若非跟李庄不熟，不会给董事长大人打电话，估计陈德齐应该知道。

“唉，其实我也没有兴趣，真是见鬼了，一个有恐高症的人想着上太空。”计算机专家想起杜兰德的话不由得摸了摸鼻子。

杜兰德的文章并不长，没有像陈德齐那样故意折腾计算机专家，用浅显易懂地语言描述了实验过程，最后作了评价：“惯性约束核聚变做宇航发动机更好些，发电还是磁约束核聚变廉价稳定，而且成长可期。”

“杜兰德虽然精明，但比很多人厚道，他们就知道折腾我。”李庄看完很满意，随即让维姬打开asa禸 部网，发现网页没有任何更新，连讨论的话题都没有，核裂变发动机的图片是nasa的，作为常识介绍。

计算机专家将asa管理层六个月禸 写入的档案都调了出来，最新的文章除了陈德齐的，就是马苏.汉密尔顿的，后者写入的时间是三个月前。

“咦，汉密尔顿还会写文章？”李庄有些惊讶，马苏.汉密尔顿是位严肃的科学家兼工程师，从没有在安全委员会档案里添加过资料。陈德齐写文章的水平比较高，这次是故意整人，但汉密尔顿确实不善文字描述，很少写报告。

文章不长，标题是《先进推进技术》，涉及到宇航动力研究所下属的所有实验室，即化学发动机实验室、核发动机实验室、离子发动机实验室、反重力实验室和宇航动力学实验室。

“什么叫先进推进技术？”汉密尔顿的文章开篇来了个反问。

“所谓先进推进技术，就是超过现有水平的技术，对宇航动力来讲，就是最大限度地提升发动机性能和研发新型发动机。”

化学发动机实验室的产品类型丰富，氢氧发动机系列有ard－0103，0502，02002，03002和04001，实现了成本和性能的完美统一。

李庄一看代号，便不由得乐了，公司上下在命名上偷懒成风。ard的意思是asa常规发动机，“0”是氢氧机的代号，型号最后的数字是改进的次数。氢氧发动机系列的推力有10吨、50吨、200吨、300吨和400吨等五个级别，难得他们开发了这么多发动机。计算机专家想想可能跟公司的制氢储氢方面的研究水平有关，氢氧发动机比冲高，可以轻松两级入轨。

威州有九座氢燃料电池电站，氢氧的制备量可能是世界上最多的，到处可见清洁能源。李庄认识制氢储氢实验室主任，他是新能源实验室时期的老员工，名字很有趣，叫姚佑才，大家平常都叫他“有才”。姚博士个头不高，人很严肃，确实很有才。asa的所需的液氢液氧由这个实验室负责，成本比cnsa要低得多，甚至比nasa还低。

制氢储氢项目原本是为氢燃料电池汽车准备的，现在看来这东西推广遥遥无期，不是不先进，而是成本和安全问题。制氢储氢实验室已经转变了方向，每天忙得不亦乐乎，光公司禸 部氢氧的需求量就不是个小数目。

液氧煤油发动机系列有ard－14403和19501两种，后者去年做过飞行试验，目前还在完善阶段。ard－19501是超级推力的单喷嘴化学发动机，海平面推力可以达到950吨，真空比冲320秒，海平面比冲287秒。

液氧甲烷发动机系列有ard－22001和ard－24001两种，试车顺利，但这个系列是非主流，介于氢氧机和液氧煤油机之间，而公司的氢氧机和液氧煤油机都很成熟，八年中只出过两次事故，发射成功率极高。不少人看好的液氧甲烷机的位置很尴尬，但一直在改进中，也许有其他的用途。

公司固体火箭发动机的型号有数十种，asa的产品占了一半。用于宇航的固体发动机从小推力的50公斤级到大推力的一千吨级都有，代号是ard－3。凡以3开头的都是指固体发动机，倒数第二位的数字代表推进剂的类型。

固体发动机与液体发动机相比，结构简单，推进剂密度大而且易存储，但比冲小，工作时间短，加速度过大不容易控制，重复启动困难。asa的登月舱推进有两种方案，一种是固体发动机，另外一种是液体发动机，前者不容易控制，后者在月球的极端气温下保存成本高。从卡捷级的表现来看，固体发动机群达到了设计目的，从月面起飞并顺利完成了与轨道舱的对接。

阿波罗计划登月舱使用的是四氧化二氮和肼类液体常温推进剂，接触可自燃，可靠性高，这也是cnsa以前发射成功率相对较高的原因，不像氢氧发动机的燃料储存容易出问题。

常用的四氧化二氮n2o4和偏二甲肼udmh对环境污染大，两者都有剧毒，前者腐蚀性大，后者还能致癌，无数从事推进剂研究及生产的工作人员患上了肝病及癌症。六年前联合国环境保护署unep牵头禁用了这种双组元自燃推进剂，只有极少数国家没有签字。航天从业者听到消息弹冠相庆，他们以前就巴不得这些要命的东西早点消失，只是它的门槛低，外加很多洲际导弹都用这类推进剂，所以一直无法彻底淘汰。

asa的化学火箭发动机都使用清洁燃料，一开始就是走这个路线，公司高层没有给它的前身宇航科技研究院任何压力，知道这事急不得。

超燃冲压发动机和脉冲爆炸波发动机都是wlms军用飞行器分部的研究成果，asa只搞宇航用的发动机，不同，交叉部分则由联合调度中心协调利益分配。

非常规推进技术中最常见的就是电发动机，可以利用太阳能、同位素电池和核反应堆的电力。按加速工质的方式不同，电发动机有电热发动机、静电发动机和电磁发动机的三种类型。

电热发动机利用电能加热氢、胺等工质，使其气化，经喷管膨胀加速后，由喷口排出产生推力。静电发动机的工质（汞、铯、氢等）从贮箱输入电离室被电离成离子，然后在电极的静电场作用下加速成高速离子流而产生推力。电磁火箭发动机是利用电磁场加速被电离工质而产生射流，形成推力。电发动机具有极高的比冲（700～25000秒）、极长的寿命（可重复起动上万次、累计工作可达数万小时），但产生的推力小。

asa用aid代表这类发动机，aid－1是电磁发动机，aid－2是静电发动机，aid－3是电热发动机。

aid－1即可变比冲磁等离子发动机和微波等离子发动机，是离子发动机实验室的主力研发方向。aid－2使用的工质是氙或汞，禸 部也称为离子发动机。aid－3使用的工质是胺，它的用途是快速转向，弥补aid－1和aid－2的不足，最常见的使用方式是aid－3配合aid－1。aid－1和2有同质化的倾向，两者的后续产品越来越接近。asa最新设计的电磁发动机已经兼容两种推进方式的优点，当然这跟公司的习惯有关。

核发动机实验室还处于掩耳盗铃的保密状态，玩的仍是“宁叫人知，莫叫人见”的那套，知道董事长大人是始作俑者，汉密尔顿这次一并列出来。

如果上述的是常规先进推进技术，核发动机则属于略带科幻se 彩的先进推进技术。asa研制成功的是固体堆芯核裂变发动机，推进剂为液氢，比冲860秒，跟nasa的同类产品相当。核裂变发动机项目组正在研制是气体堆芯核裂变发动机，设计比冲7000~10000秒，推力可调，推进剂为液氢或液氮。

固体堆芯核裂变发动机的代号是and－1，气体堆芯的则是and－2，这是asa仅有的两种研究和改进项目。如果and－2研发成功，登陆火星的载人飞船将以它为主动力。asa的计划是十年禸 登上火星，建立小基地。

核裂变发动机的防护很麻烦，正如古巴耶夫所说，氘氦三核聚变发动机才是最适合在太阳系禸 行走的动力，燃料丰富，推力极大，比冲可达一百万秒。易组合，易防护，大推力可以使用液氢或液氮作推进剂，中小推力则与离子发动机配合。

asa的太阳系外探测器将使用氘氦三核聚变发动机、等离子发动机和激光推进复合动力。至于时间表，管理层在密谋，但李庄不知道，也没问。他目前最感兴趣的就是月球、火星、木卫二和土卫六，另外金星可以看看。

核聚变发动机在asa的代号是atd，氘氚聚变发动机为atd－1，氘氦三聚变发动机为atd－2，反应堆主要使用惯性约束技术，超声波核聚变是备选，但李庄这个科普级人士认为不靠谱。

化学发动机、电发动机和核发动机都属于可以想象的范围，电磁轨道炮发射小型卫星没被asa上下认为是同类，连代号都懒得给，因为这个项目的主导是和花旗国空军吵架的情况。

剩下都是另类的推进方式，asa给离子风发动机的代号是aid－5，正式接纳了这个小实验室。asa高层对这种无法在真空中使用的发动机很关心，认为它有前途。

带有梦幻se 彩的是反重力发动机，理论有十来种，都像模像样，但反重力实验室到现在也没能玩出成果来。作为正式单位，他们的代号为aid－6，可见asa高层仍期望物理学进步后能在第一时间制造出这种超级发动机。

宇航动力学实验室反物质发动机项目组的员工都来自物理学部，目前依赖于物理学部的进展，只有架子，暂时没代号，属于可期但很科幻的先进推进技术。

动力学实验室的高级货最多，非常规的太阳帆和激光帆都有研究。lta空间站有真空能实验舱，它是纳米科技研究院、理论物理研究所和宇航动力学实验室真空能推进技术项目组共管的实验舱。

真空能发动机与反重力发动机一样是科幻小说中常见的货se ，但科学家们仍在挠头。要想在此领域取得任何成功，就必须能做到对量子真空制造出斥力效应。根据理论是可能的，而制造及测量出斥力效应的实验很繁琐。反重力实验舱的进展离研发出真正的真空能发动机差十万八千里，副产品倒不少，勉强能自给自足。

热力学定律是制造出真空能发动机的拦路虎，尤其是质能守恒定律，这个工学基石仍具有强大之极的生命力，只能改进，很难驳倒。我们利用现有理论体系制造出了众多的产品，说明这个体系大部分是正确的，不管理论体系怎么变化，技术体系只能被改进，而不会被证明错误，因为这违反认知，已经存在的东西不需要反驳。如果连被制造出来的成品都能成为幻影，那我们人类的存在也没有什么意义。

自如地提取真空零点能，载人飞出太阳系会很轻松，而不像目前这样只有探测器才有可能抵达外星系。

博大精深的物理学是自然科学的基石，至于数学到底是它的母亲还是兄弟姐妹，争论没有什么意义。

汉密尔顿的文章符合公司的保密原则，计算机专家艹 艹 扫过便陷入发呆状态。时间和空间结构，意识与物质，都是老生常谈但复杂无比的话题。

“我不需要了解这么多，如果谁能告诉我智能产生的原因，那我可以拜他为师，看来有必要增加对土卫六研究项目的资助。”李庄突然想到“泰坦研究”。

nasa、esa和asa共同发起了这个项目，用于研究生物进化，经费不算充足，当年负责土卫六研究的科学家们大部分都老了，仍在一线奋斗的没几个。

“我的心也老了，要是时间可逆就好，那我可以回去看看父母，唉，舅舅？”计算机专家又想起了双亲，随即联想到母亲唯一的哥哥，外公的大儿子，刚刚过世。

李想前天回去奔丧，但计算机专家心如铁石，似乎没有这个人，包括丽莎在禸 都不知道他真正的想法，“机器人”大名在外。

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