第617章 太空電梯(二合一加更)
看著屏幕上開始播報農業春耕的數據,江辰端起茶几上天火剛剛通過靜音滑軌送過來的熱茶,輕輕吹了吹浮葉,喝了一口。
「拍得確實不錯,把大夏工程兵那種逢山開路、遇水架橋的精氣神全拍出來了。」
江辰放下茶杯,心裡感到十分欣慰。
從零到一的跨越往往是最艱難的,既然第一度聚變電力已經成功併入了電網,那麼接下來無非就是擴大反應堆規模、提高熱電轉換效率的工程疊代問題了。
他伸手進居家服的口袋,從裡面摸出了一樣東西。
那是一部大夏通訊研究院在今年年初剛剛定型,並由牛志學特意送過來的最新款個人終端手機。
相比於幾年前那種略顯粗大的金屬長方體捲軸手機,現在江辰手裡的這部終端,體積被進一步壓縮。
它看起來就像是一根普通的銀色金屬原子筆,直徑不過一厘米出頭,握在手裡十分輕巧。
這根原子筆同樣採用了捲軸屏設計,只需拉動側面的微小卡扣,就能抽出一張柔韌的彩色屏幕。但江辰平時更喜歡使用它的第二種交互模式。
江辰將這根銀色原子筆平放在面前的茶几上,手指在筆帽頂端的感應區輕輕敲擊了兩下。
「滴。」
伴隨著一聲輕響,原子筆側面的微型雷射投影陣列瞬間亮起。
一束束肉眼難以察覺的微光在茶几上方的空氣中交織、干涉,直接投射出了一塊大約二十英寸大小、懸浮在半空中的半透明全息屏幕。
江辰靠在沙發上,手指在空氣中虛點了幾下。
原子筆內置的紅外動作捕捉傳感器精準地識別了他的手勢,直接打開了大夏最高科學院與內閣共享的內部簡報平台。
在簡報平台的首頁置頂位置,赫然躺著一份今天下午剛剛上傳的《南海二號仿星器首次併網發電技術總結報告》。
江辰划動著全息屏幕,跳過了前面那些他在新聞里已經看過的工程建設內容,直接翻到了最核心的熱能轉換與發電模組原理圖那一頁。
看著圖紙上那一套由液態金屬迴路、熱交換蒸發器、高壓蒸汽管道、多級汽輪機以及同步發電機組成的複雜系統,江辰的嘴角忍不住露出了一絲略顯無奈的笑意。
「兜兜轉轉幾千年,哪怕連一億度的等離子體都能用磁場束縛起來了,結果到了發這一步,竟然還是逃不開熱力學的那套老辦法。」
江辰看著圖紙上標註的過熱蒸汽推動葉片旋轉字樣,腦海中不由得浮現出了以前在現實世界網絡上看到過的一個著名段子。
那個段子說,縱觀人類文明幾千年的科技發展史,無論中間衍生出了多少複雜的物理公式和化學反應,人類歸根結底其實就只幹了兩件事,加起來只有六個字。
燒熱水和扔石頭。
從最早的現實里瓦特改良蒸汽機燒煤煮水,到後來的火力發電廠燒油、燒天然氣煮水,再到核裂變電站用鈾棒的鏈式反應煮水。
甚至到了如今大夏已經摸到了一級文明門檻的可控核聚變,其本質依然是用更高級、更持久的人造太陽之火,去把水燒開變成蒸汽,然後去吹動那個古老的輪子旋轉發電。
「雖然研究院那邊也有人在嘗試搞磁流體直接發電,想跳過蒸汽輪機這一步,但目前的轉換效率和設備壽命還是太低了。」
江辰搖了搖頭,輕聲自語道,「看來在未來很長一段時間裡,咱們大夏哪怕把飛船開到了外星系,飛船肚子裡大概率還是得揣著一口燒開水的大鍋爐。」
調侃歸調侃,江辰對於核聚變的整體進度還是非常滿意的。
他滑動手指,調出了另一份由海城一號實驗室與數學研究院聯合提交的進度評估報告。
就在前一段時間,一直住在小鎮外圍院子裡的朱志新院士,曾帶著他的學生白學英專門來拜訪過江辰一次。
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那天朱志新顯得十分興奮,他在石桌上鋪開了一疊厚厚的算稿,向江辰展示了他們團隊在小鎮居住了大半年後,結合最新的高維拓撲工具推導出的全三維非對稱磁流體湍流控制模型。
說實話,當朱志新把那份手稿遞過來的時候,江辰最開始掃了一眼,整個人都是懵的。
滿紙都是他從未見過的自創拓撲符號和跨越了十幾個維度的偏微分方程組,其複雜程度遠遠超出了江辰以往的知識儲備。
要不是江辰現在的理解力驚人,花費了不少腦子去逆向拆解,他甚至連朱志新到底在算什麼都看不懂。
而理解了之後,讓江辰大為驚嘆。
朱志新和白學英構建的這套數學模型,幾乎從理論上徹底約束了等離子體在極端高溫下產生無序湍流的所有死角。
只要將這套模型編寫成控制算法,導入量子超算天火之中,由天火來實時微調仿星器外圍的超導線圈電流,就能讓那一億度的等離子體乖巧得像綿羊一樣。
根據這份評估報告上的時間表,目前工程團隊正在將這套數學模型轉化為實際的工程控制代碼。
一旦與南海二號機的發電經驗完成整合,大夏有十足的把握,在十年之內,造出第一台能夠連續穩定運行數十年不熄火的商業化聚變反應堆,並同步開啟反應堆的小型化工程。
看完了核聚變的進展,江辰又順手點開了材料科學研究院的月度匯總簡報。
相比於核聚變的高歌猛進,材料學在超導領域的進展則顯得有些緩慢。
被無數物理學家視為聖杯的常溫常壓超導材料,目前依然停留在理論摸索階段,實驗室里合成出的幾十種新型樣本,無一例外全都以失敗告終。
大自然似乎在這條路上設置了一道看不到盡頭的門檻。
不過,在現有的低溫超導領域,材料院還是取得了一些紮實的優化成果。
通過改進合金的晶格摻雜工藝,他們成功將大夏主流超導材料的臨界工作溫度,從之前的零下一百五十攝氏度,提升到了零下一百攝氏度左右。
這五十度的提升,雖然聽起來不多,但對於工業應用來說卻能省下海量的冷卻成本,也讓超導設備在極端環境下的穩定性上了一個大台階。
「常溫超導急不來,零下一百度配合液氮冷卻,目前也完全夠用了。」
江辰翻過超導材料的頁面,目光落在了簡報的最後一部分。
當他看清那上面的標題和數據時,原本隨意靠在沙發上的身體,不由得稍微坐直了一些。
那是一份關於新型碳基納米複合材料的極限測試報告。
報告中指出,材料院下屬的高分子實驗室,在一個月前成功利用改進後的化學氣相沉積法,結合特定頻率的強磁場誘導,在實驗室里首次批量拉制出了一種內部晶格呈完美六邊形螺旋排列的超長碳納米管宏觀纖維。
在隨後的物理性能測試中,這種被命名為玄絲一號的黑色纖維,展現出了令人咋舌的力學參數。
它的密度只有傳統優質鋼材的六分之一,但其抗拉強度卻達到了普通鋼材的一百二十倍以上,理論極限抗拉強度更是突破了一百五十吉帕!
一百五十吉帕的抗拉強度意味著什麼?
這意味著,只要用這種材料編織成一根直徑只有一厘米粗的細繩,它就能穩穩地吊起上千噸的重物而不會發生斷裂。
而在這種高強度材料通過驗證的同一天,一份由大夏航空航天總局、鐵道部、工程兵總部以及科學院聯合簽署的工程籌備方案,便已經遞交到了內閣的案頭,並附在了這份簡報的末尾。
江辰點開那份籌備方案的附件。
一幅宏大的三維工程設計藍圖,在茶几上方的全息屏幕中緩緩展開。
藍圖的底部,是一座建立在赤道附近海域的大型人工浮島基座。
而在藍圖的頂端,則是遠在三萬六千公里高空的神眷星靜止同步軌道空間站。
在這天地之間,一條纖細卻堅韌無比的黑色纜繩貫穿了大氣層,像是一座連接了人間與星海的通天之塔。
方案的封面上,印著一行端正的大字:《「天梯一號」地軌空間索道運輸系統籌建規劃綱要》。
也就是江辰在現實世界科幻作品中經常看到的那個概念。
太空電梯。
江辰放大藍圖的細節,仔細閱讀著上面的可行性論證數據。
長久以來,限制人類建造太空電梯的最大問題,就是材料。
因為從三萬六千公里的同步軌道垂下一根纜繩到地面,纜繩本身需要承受龐大的自身重力以及地球自轉產生的離心力。
傳統的鋼纜哪怕做得再粗,放到幾百公里的高度就會被自己的重量拉斷。
但現在,玄絲一號碳納米纖維的出現,直接從物理層面上解開了這個問題。
它的比強度完全能夠支撐起一條跨越三萬六千公里的天梯而不會自斷。
根據籌建綱要的規劃,大夏工程部已經派出勘測船隊,前往赤道附近的無風帶海域進行海底地質勘探,準備在那裡吹填出一座面積超過二十平方公里的超級母港,作為太空電梯的地面錨定基座。
同時,在未來的幾年內,等到遠航一號太空梭以及後續的重型運載火箭完成測試,大夏將通過密集的發射任務,在三萬六千公里的靜止軌道上,先行組裝起一座質量龐大的空間站作為配重端,然後從太空中向下釋放編織好的玄絲纜繩,最終與地面基座完成對接固定。
「一旦這東西真的建成了,大夏進出太空的方法就徹底改變了。」
江辰看著全息投影中那個沿著纜繩高速攀爬的雙層流線型轎廂模型,眼中閃爍著期待的光芒。
使用化學火箭發射物資上太空,百分之九十以上的重量都是燃料,每送一公斤東西上去,成本都堪比黃金。
哪怕未來用上了核聚變引擎的空天飛機,每次起降的維護成本和燃料消耗也依然不菲。
但如果有了太空電梯,所有的運輸都將變成純粹的電力驅動。
結合剛剛在南海驗證成功的聚變發電技術,大夏完全可以在赤道基座旁邊建上幾座大型聚變電站,用近乎無窮無盡的廉價電力,通過雷射或者電纜傳輸,驅動電梯轎廂日夜不停地往返於天地之間。
綱要裡面的經濟測算小組給出了一個十分直觀的對比數據。
太空電梯建成後,大夏將一公斤物資送入靜止軌道的綜合成本,將直接暴跌至現有化學火箭發射成本的千分之一以下,基本上就跟在大夏國內寄一個跨省的航空快遞差不多便宜。
「成本降到這種程度,以後在同步軌道上建造百萬噸級的星際母艦,就真的像是在地面造船廠里一樣方便了。」
江辰抿了一口茶水,思緒順著這份規劃飄向了不遠的未來。
如果太空電梯能夠完全實現並穩定運行,它帶來的將不僅僅是軍事和工業上的跨越。
等到後續多建幾條索道,運力徹底充裕之後,甚至連民用級別的太空旅遊項目,對於大夏的老百姓來說都是隨隨便便的事情了。
到時候,普通的大夏百姓不需要經歷太空人那種嚴苛的抗過載訓練,只需要花上幾百張寶鈔買一張電梯票,坐在加壓供氧的觀光轎廂里喝著飲料、聽著音樂,幾個小時之後就能平穩地抵達三萬六千公里的高空。
在同步軌道的太空酒店裡,俯瞰整顆蔚藍色的母星。
「燒開水的聚變電站,加上拉繩子的太空電梯,越來越未來可期了。」
江辰關掉全息投影,將那根銀色原子筆形狀的手機重新收回口袋裡,繼續拿起茶來美美的喝一口。
大夏現在是真的完全不用自己操心了,到了享福的時候了。
「拍得確實不錯,把大夏工程兵那種逢山開路、遇水架橋的精氣神全拍出來了。」
江辰放下茶杯,心裡感到十分欣慰。
從零到一的跨越往往是最艱難的,既然第一度聚變電力已經成功併入了電網,那麼接下來無非就是擴大反應堆規模、提高熱電轉換效率的工程疊代問題了。
他伸手進居家服的口袋,從裡面摸出了一樣東西。
那是一部大夏通訊研究院在今年年初剛剛定型,並由牛志學特意送過來的最新款個人終端手機。
相比於幾年前那種略顯粗大的金屬長方體捲軸手機,現在江辰手裡的這部終端,體積被進一步壓縮。
它看起來就像是一根普通的銀色金屬原子筆,直徑不過一厘米出頭,握在手裡十分輕巧。
這根原子筆同樣採用了捲軸屏設計,只需拉動側面的微小卡扣,就能抽出一張柔韌的彩色屏幕。但江辰平時更喜歡使用它的第二種交互模式。
江辰將這根銀色原子筆平放在面前的茶几上,手指在筆帽頂端的感應區輕輕敲擊了兩下。
「滴。」
伴隨著一聲輕響,原子筆側面的微型雷射投影陣列瞬間亮起。
一束束肉眼難以察覺的微光在茶几上方的空氣中交織、干涉,直接投射出了一塊大約二十英寸大小、懸浮在半空中的半透明全息屏幕。
江辰靠在沙發上,手指在空氣中虛點了幾下。
原子筆內置的紅外動作捕捉傳感器精準地識別了他的手勢,直接打開了大夏最高科學院與內閣共享的內部簡報平台。
在簡報平台的首頁置頂位置,赫然躺著一份今天下午剛剛上傳的《南海二號仿星器首次併網發電技術總結報告》。
江辰划動著全息屏幕,跳過了前面那些他在新聞里已經看過的工程建設內容,直接翻到了最核心的熱能轉換與發電模組原理圖那一頁。
看著圖紙上那一套由液態金屬迴路、熱交換蒸發器、高壓蒸汽管道、多級汽輪機以及同步發電機組成的複雜系統,江辰的嘴角忍不住露出了一絲略顯無奈的笑意。
「兜兜轉轉幾千年,哪怕連一億度的等離子體都能用磁場束縛起來了,結果到了發這一步,竟然還是逃不開熱力學的那套老辦法。」
江辰看著圖紙上標註的過熱蒸汽推動葉片旋轉字樣,腦海中不由得浮現出了以前在現實世界網絡上看到過的一個著名段子。
那個段子說,縱觀人類文明幾千年的科技發展史,無論中間衍生出了多少複雜的物理公式和化學反應,人類歸根結底其實就只幹了兩件事,加起來只有六個字。
燒熱水和扔石頭。
從最早的現實里瓦特改良蒸汽機燒煤煮水,到後來的火力發電廠燒油、燒天然氣煮水,再到核裂變電站用鈾棒的鏈式反應煮水。
甚至到了如今大夏已經摸到了一級文明門檻的可控核聚變,其本質依然是用更高級、更持久的人造太陽之火,去把水燒開變成蒸汽,然後去吹動那個古老的輪子旋轉發電。
「雖然研究院那邊也有人在嘗試搞磁流體直接發電,想跳過蒸汽輪機這一步,但目前的轉換效率和設備壽命還是太低了。」
江辰搖了搖頭,輕聲自語道,「看來在未來很長一段時間裡,咱們大夏哪怕把飛船開到了外星系,飛船肚子裡大概率還是得揣著一口燒開水的大鍋爐。」
調侃歸調侃,江辰對於核聚變的整體進度還是非常滿意的。
他滑動手指,調出了另一份由海城一號實驗室與數學研究院聯合提交的進度評估報告。
就在前一段時間,一直住在小鎮外圍院子裡的朱志新院士,曾帶著他的學生白學英專門來拜訪過江辰一次。
(由於緩存原因,請用戶直接瀏覽器訪問 TW 看書網解悶好,𝗌𝗁𝗎.𝗍𝗐超順暢 網站,觀看最快的章節更新)
那天朱志新顯得十分興奮,他在石桌上鋪開了一疊厚厚的算稿,向江辰展示了他們團隊在小鎮居住了大半年後,結合最新的高維拓撲工具推導出的全三維非對稱磁流體湍流控制模型。
說實話,當朱志新把那份手稿遞過來的時候,江辰最開始掃了一眼,整個人都是懵的。
滿紙都是他從未見過的自創拓撲符號和跨越了十幾個維度的偏微分方程組,其複雜程度遠遠超出了江辰以往的知識儲備。
要不是江辰現在的理解力驚人,花費了不少腦子去逆向拆解,他甚至連朱志新到底在算什麼都看不懂。
而理解了之後,讓江辰大為驚嘆。
朱志新和白學英構建的這套數學模型,幾乎從理論上徹底約束了等離子體在極端高溫下產生無序湍流的所有死角。
只要將這套模型編寫成控制算法,導入量子超算天火之中,由天火來實時微調仿星器外圍的超導線圈電流,就能讓那一億度的等離子體乖巧得像綿羊一樣。
根據這份評估報告上的時間表,目前工程團隊正在將這套數學模型轉化為實際的工程控制代碼。
一旦與南海二號機的發電經驗完成整合,大夏有十足的把握,在十年之內,造出第一台能夠連續穩定運行數十年不熄火的商業化聚變反應堆,並同步開啟反應堆的小型化工程。
看完了核聚變的進展,江辰又順手點開了材料科學研究院的月度匯總簡報。
相比於核聚變的高歌猛進,材料學在超導領域的進展則顯得有些緩慢。
被無數物理學家視為聖杯的常溫常壓超導材料,目前依然停留在理論摸索階段,實驗室里合成出的幾十種新型樣本,無一例外全都以失敗告終。
大自然似乎在這條路上設置了一道看不到盡頭的門檻。
不過,在現有的低溫超導領域,材料院還是取得了一些紮實的優化成果。
通過改進合金的晶格摻雜工藝,他們成功將大夏主流超導材料的臨界工作溫度,從之前的零下一百五十攝氏度,提升到了零下一百攝氏度左右。
這五十度的提升,雖然聽起來不多,但對於工業應用來說卻能省下海量的冷卻成本,也讓超導設備在極端環境下的穩定性上了一個大台階。
「常溫超導急不來,零下一百度配合液氮冷卻,目前也完全夠用了。」
江辰翻過超導材料的頁面,目光落在了簡報的最後一部分。
當他看清那上面的標題和數據時,原本隨意靠在沙發上的身體,不由得稍微坐直了一些。
那是一份關於新型碳基納米複合材料的極限測試報告。
報告中指出,材料院下屬的高分子實驗室,在一個月前成功利用改進後的化學氣相沉積法,結合特定頻率的強磁場誘導,在實驗室里首次批量拉制出了一種內部晶格呈完美六邊形螺旋排列的超長碳納米管宏觀纖維。
在隨後的物理性能測試中,這種被命名為玄絲一號的黑色纖維,展現出了令人咋舌的力學參數。
它的密度只有傳統優質鋼材的六分之一,但其抗拉強度卻達到了普通鋼材的一百二十倍以上,理論極限抗拉強度更是突破了一百五十吉帕!
一百五十吉帕的抗拉強度意味著什麼?
這意味著,只要用這種材料編織成一根直徑只有一厘米粗的細繩,它就能穩穩地吊起上千噸的重物而不會發生斷裂。
而在這種高強度材料通過驗證的同一天,一份由大夏航空航天總局、鐵道部、工程兵總部以及科學院聯合簽署的工程籌備方案,便已經遞交到了內閣的案頭,並附在了這份簡報的末尾。
江辰點開那份籌備方案的附件。
一幅宏大的三維工程設計藍圖,在茶几上方的全息屏幕中緩緩展開。
藍圖的底部,是一座建立在赤道附近海域的大型人工浮島基座。
而在藍圖的頂端,則是遠在三萬六千公里高空的神眷星靜止同步軌道空間站。
在這天地之間,一條纖細卻堅韌無比的黑色纜繩貫穿了大氣層,像是一座連接了人間與星海的通天之塔。
方案的封面上,印著一行端正的大字:《「天梯一號」地軌空間索道運輸系統籌建規劃綱要》。
也就是江辰在現實世界科幻作品中經常看到的那個概念。
太空電梯。
江辰放大藍圖的細節,仔細閱讀著上面的可行性論證數據。
長久以來,限制人類建造太空電梯的最大問題,就是材料。
因為從三萬六千公里的同步軌道垂下一根纜繩到地面,纜繩本身需要承受龐大的自身重力以及地球自轉產生的離心力。
傳統的鋼纜哪怕做得再粗,放到幾百公里的高度就會被自己的重量拉斷。
但現在,玄絲一號碳納米纖維的出現,直接從物理層面上解開了這個問題。
它的比強度完全能夠支撐起一條跨越三萬六千公里的天梯而不會自斷。
根據籌建綱要的規劃,大夏工程部已經派出勘測船隊,前往赤道附近的無風帶海域進行海底地質勘探,準備在那裡吹填出一座面積超過二十平方公里的超級母港,作為太空電梯的地面錨定基座。
同時,在未來的幾年內,等到遠航一號太空梭以及後續的重型運載火箭完成測試,大夏將通過密集的發射任務,在三萬六千公里的靜止軌道上,先行組裝起一座質量龐大的空間站作為配重端,然後從太空中向下釋放編織好的玄絲纜繩,最終與地面基座完成對接固定。
「一旦這東西真的建成了,大夏進出太空的方法就徹底改變了。」
江辰看著全息投影中那個沿著纜繩高速攀爬的雙層流線型轎廂模型,眼中閃爍著期待的光芒。
使用化學火箭發射物資上太空,百分之九十以上的重量都是燃料,每送一公斤東西上去,成本都堪比黃金。
哪怕未來用上了核聚變引擎的空天飛機,每次起降的維護成本和燃料消耗也依然不菲。
但如果有了太空電梯,所有的運輸都將變成純粹的電力驅動。
結合剛剛在南海驗證成功的聚變發電技術,大夏完全可以在赤道基座旁邊建上幾座大型聚變電站,用近乎無窮無盡的廉價電力,通過雷射或者電纜傳輸,驅動電梯轎廂日夜不停地往返於天地之間。
綱要裡面的經濟測算小組給出了一個十分直觀的對比數據。
太空電梯建成後,大夏將一公斤物資送入靜止軌道的綜合成本,將直接暴跌至現有化學火箭發射成本的千分之一以下,基本上就跟在大夏國內寄一個跨省的航空快遞差不多便宜。
「成本降到這種程度,以後在同步軌道上建造百萬噸級的星際母艦,就真的像是在地面造船廠里一樣方便了。」
江辰抿了一口茶水,思緒順著這份規劃飄向了不遠的未來。
如果太空電梯能夠完全實現並穩定運行,它帶來的將不僅僅是軍事和工業上的跨越。
等到後續多建幾條索道,運力徹底充裕之後,甚至連民用級別的太空旅遊項目,對於大夏的老百姓來說都是隨隨便便的事情了。
到時候,普通的大夏百姓不需要經歷太空人那種嚴苛的抗過載訓練,只需要花上幾百張寶鈔買一張電梯票,坐在加壓供氧的觀光轎廂里喝著飲料、聽著音樂,幾個小時之後就能平穩地抵達三萬六千公里的高空。
在同步軌道的太空酒店裡,俯瞰整顆蔚藍色的母星。
「燒開水的聚變電站,加上拉繩子的太空電梯,越來越未來可期了。」
江辰關掉全息投影,將那根銀色原子筆形狀的手機重新收回口袋裡,繼續拿起茶來美美的喝一口。
大夏現在是真的完全不用自己操心了,到了享福的時候了。