陳諾仔細回想關于離子發(fā)動機的信息,。
離子發(fā)動機,,又稱離子推進器。
簡單理解就是先把燃料電離形成等離子體,,因為離子帶電荷,,可以通過電場柵板形成電磁場進行加速,,類似電磁炮般噴出去,。
因為是電磁加速,,燃料的噴射速度會很快,輕而易舉就能達到數十千米每秒,,效率比化學燃料強的不是一點半點,。
但離子推進器存在三個問題,一個就是靜電積累,,另一個就是高速離子對柵板材料的侵蝕,,最后就是單位噴射質量。
靜電積累形象點比喻,,燃料就像是一對情侶,,電離就等于把這對情侶拆分成電子和離子。
原本情侶在一起的時候,,感情濃郁,,電荷平衡。
現在被拆分成電子和離子,,離子還用電場加速噴射出去了,。
那么剩下的負電電子就會如怨女曠夫般在設備內積累,當積累到一定程度,,靜電效應就會影響設備的運轉,。
而被噴射出去的離子,這也不想跟自己的電子分開,,因為電荷效應,,哪怕被噴射出去,這也會想盡辦法,,找盡機會重新黏在飛船表面,,進一步加大飛船的電場不平衡,拖慢飛船的速度,。
不過這個問題解決起來并不難,,只要把分開的電子收集出來,在離子被噴射出去之后,,再把電子也噴出去中和,,放飛這一對對的情侶就行了。
靜電問題好解決,,但高速離子對材料的侵蝕,,這就不可避免了。
用來加速離子的柵板,,形象點比喻就是一塊塊帶孔洞的面板,,通電之后,,離子就會被加速通過孔洞噴射出去,但因為離子帶電荷的侵蝕,,再加上高速撞擊的破碎,,柵板往往堅持不了太長的時間就會GG。
最后的噴射質量,,這又是離子推進器的另一個淚點,。
如果把化學燃料推進器比作海嘯漫灌,那么離子推進器就是童子撒尿,。
一臺液氫液氧火箭發(fā)動機,,幾分鐘就可以燒光幾千噸的燃料,而一臺離子推進器工作一天,,消耗的燃料也就一百來克,。
雖然離子噴射速度快,但量小也不頂飽啊,。
這一個弊端導致單臺離子發(fā)動機的推力,,往往就只有幾十毫牛,換算成質量就是幾克,,帶一張A4紙飛都勉強,。
“動量守恒,在深空,,推力和加速會不斷積累,,離子發(fā)動機第三個問題影響不大。
一臺的推力不夠,,一萬臺,,百萬臺總夠了。
走生物科技路線的文明,,最喜歡的就是爆量。
真正難題是第二個,,使用離子發(fā)動機本質是節(jié)省燃料,,讓深空航行的飛船不用百分之九十九都是燃料。
但如果加速離子的柵板經常被侵蝕的話,,這無疑會極大損耗飛船的資源,。
看來要想使用離子推進器,只能考慮霍爾推進器的構造......”
陳諾分析著離子推進器的技術利弊,,霍爾推進器,,本質也是離子推進器,只不過是利用了霍爾效應,。
霍爾效應:電流在磁場中通過時,,電子或離子就會橫向移動,,導致導體間有個橫向的電勢差。
因為電子和離子帶的電荷不同,,這樣當電子和離子混在一起的時候,,霍爾效應就能把它們分開,磁場再直接進行加速,。
這樣的設計,,等同于把原先電離的結構和加速結構合并到一起,舍棄了容易被侵蝕的柵板加速結構,。
確定要研究的離子推進器類型,,陳諾就投入到專心研究培育過程。
“推進器的前置科技都已經點亮,,霍爾推進器的磁圈磁極,,這按照切割磁感線小家伙的天然設計就行,給磁場通入電流,,這就再接入一個發(fā)電模塊,。
生物進化科技的魅力就是技術兼容性MAX,細胞層面沒問題,,基因層面不崩潰,,各種功能模塊和結構設計,你想怎么組合就怎么組合......”
生物進化雖然有很多弊端,,比如材料剛性,、材料強度、材料極限,、材料細微精密度等都比不上真正的金屬材料陶瓷材料,。
不過陳諾看來,生物進化的技術兼容性,、制造成本,、制造便利性這三點就可以掩蓋所有缺點。
建造發(fā)動機,,工業(yè)機械科技體系需要在計算機模擬了又模擬,,最后確定了模型就開始調整生產線,制造零部件組裝,,實際運行時,,發(fā)現有新的問題,這又要再次模擬改進,。
而生物進化科技,,這生物功能模塊,可以直接在實際運行的過程調整結構,哪里不行調哪里,,反復優(yōu)化試錯最終就能得到最優(yōu)解,。
技術兼容性,因為技術不是進化出的特殊細胞結構,,就是某種生物器官功能得到結構加強,。
這樣只要具備基礎材料,具備了基礎的技術,,剩下的高級應用陳諾就能跟搭積木那般搭建出來,。
搭建出來的功能模塊還都支持“熱拔插”,哪個模塊不需要,,細胞就可以直接自我死亡,,把營養(yǎng)和能量釋放出來讓來其他模塊。
制造便利性更別說了,,人類科技還需要送制造好的衛(wèi)星上天,,而陳諾只需要送一坨原材料物質上天,想要什么功能等到了太空直接培育,。
“多個電磁模塊并聯,,得到的磁場終于滿足霍爾推進器的需求,電流強度也足夠了,。
為了減少內電阻產生的熱量積累,,影響細胞功能的運轉,整個推進器內部還集成了冷卻循環(huán)管道,,這樣最終完成的推進器......
“等離子束噴射速度38千米每秒,,產生推力......額,103毫牛,!”
花了兩個月的時間,,嘗試了上千種結構,運行微調不下數萬次,,終于,,陳諾用自己現階段進化出來的各種生物功能模塊,改良組裝出一臺霍爾推進器,。
一臺微波爐大小,,離子噴射速度達到驚人的38千米每秒,但推力卻只有103毫牛的霍爾推進器,。
103毫牛,換算一下就是10.5克,,這個推力也只有在無重力的太空才能使用,,在星球內環(huán)境那只是自我感動的份。
當然,動量守恒,,因為推力太小,,這個霍爾推進器的食量也很低。
一天的時間,,只需要123.6克的燃料,。
比還在不斷升空往空間站輸送物質,一秒就燒四噸五噸燃料的火箭,,無疑稱得上是小胃口,。
“不過,因為內電阻的損耗,,還有電離和加速的需求,,這臺霍爾推進器的功率卻超過兩千瓦,將近三匹的馬力,。
三匹馬力的功率,,推力卻只有10.3克,只能滋滋小水槍,,生物超導材料必須要提上日程,。”
“超導.....”
看著噴射出幽藍色光芒,,美倫美央的霍爾推進器,,陳諾計算一番對方的功率消耗,心里忍不住搖頭,。
超導,,這是曾經橫在人類科技前面最大的一塊攔路石,如果不例外,,這也會是陳諾以后需要面對的一個壁障,。
雖然生物進化文明走的是跟機械工業(yè)文明不一樣的技術路線,但兩者實際也是殊途同歸,,屬于對宇宙規(guī)則和四大基本力不同的理解和應用,。
既然是殊途同歸,那么「理論決定了科技的上限,,材料決定了科技的極限」這一句話,,同樣也適用于陳諾。
鑿開超導材料這一塊攔路石,,核聚變,、高速電磁炮,高能激光等就有實現的基礎,。
鑿不開,,文明就要被鎖死在核聚變之下,終其一生只能在一個個星系之間蛙跳,而無法進行一場真正的遠航,。
看著遠處呼嘯著沖天而起,,往太空運送物資的火箭,陳諾抬頭看向遙遠的太空:“根據太陽系的遺跡推測,,人類消失之前,,文明已經在采集氣態(tài)行星的資源,可控核聚變想必已經突破,,常溫超導技術大概率已經攻克,。
等離開地球,探尋人類遺跡時,,說不定就能找到一絲進化的啟發(fā),。
另外還有生物原子能技術,原子能技術不突破,,全部的進化生命就只能繼續(xù)使用低效的化學能,。
很快就要離開地球,離開太陽系,。
如果遭遇惡意的外星文明,,單憑化學反應的能量效率,根本就支撐不了一場大規(guī)模的戰(zhàn)爭,,同時也支撐不了大規(guī)模的生物培育進化,。
這樣一算,離開地球了也是一堆的事情,。
或許這也是從無到有進化出一個文明,,一個人開創(chuàng)全部科技的弊端,解決一個問題,,更多的問題就冒出來,。
路漫漫其修遠兮啊......”