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在航天运载系统方面,新华国自然不会再重蹈利坚国研发“航天飞机”的覆辙,而是选择了更好的空天飞机。
航天飞机又称为太空梭或太空穿梭机,是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器,它以火箭发动机为动力发射到太空,飞机那样在大气层中滑翔着陆。
航天飞机能在轨道上运行,且可以往返于地球表面和近地轨道之间,可部分重复使用的航天器。
空天飞机是航空航天飞机的简称,它即可以在大气里飞行,又可以在太空中飞行,是航空技术与航天技术高度结合的飞行器,像飞机一样从地面水平起飞,返回时像飞机一样水平着陆,成为自由地往返天地之间的运输工具。
实现空天飞机的技术难度比航天飞机更大,主要是三种动力装置的组合和切换,高强度、耐高温的材料和具有人工智能的控制系统等。
空天飞机的特点是高速度、高机动、高隐身和长航程,拥有许多优点。
第一在成本方面,空天飞机耗费的只是液氢混合燃料,只及航天飞机的十分之一,乃至几十分之一!
而航天飞机每次都靠大型火箭送上天,还要背着一个比本身还要庞大的燃料舱。
每飞一次,运载火箭就会造成大量的污染,还会形成无数抛弃物。燃料舱也会扔在近地空间,形成巨大的成本浪费不说,还造就了太空垃圾。
空天飞机通过多次重复使用,降低发射费用、提高可靠性、缩短发射周期,达到快速、机动、可靠、廉价地进入空间的目标。
第二,空天飞机不受气候影响,可以在任何时候提供了大批量快速发射卫星的手段。能将多达十多颗大型卫星、几十上百颗小卫星,送入太空,显著提高商业发射的竞争能力。
第三。空天飞机既可搭载侦察设备,作为侦察监视与预警平台。像军用卫星一样在太空轨道运行的过程中获取敌方情报,与卫星相比,更灵活,综合侦察能力更强,实时性更好。
第四,可搭载高能激光器、小型导弹等武器系统,作为空间武器发射平台,使它变身为空天战斗机或轰炸机。利用其机动能力穿梭于太空中,从而可对敌国的太空装备进行跟踪和干扰,或者发动攻击。
第五,空天飞机可作为快速远距离运输机,从普通机场起飞,可在一至两个小时之内快速达到全球任何地方,对全球范围发生的地区冲突迅速作出反应。
利坚国研制过5种型号的航天飞机:哥伦比亚号航天飞机、挑战者号航天飞机、发现号航天飞机、亚特兰蒂斯号航天飞机和奋进号航天飞机,其中哥伦比亚号航天飞机的运载力是36吨。
苏联研制的暴风雪号航天飞机,能装运30吨货物。
新华国最新的长征五号运载火箭,对地球同步转移轨道的运载能力是13吨。近地轨道运载能力是23吨。
而新华、华龙两国联合研制的大型“希望”号空天飞机,长78米,翼展39米。高17米,重250吨,载重量达到了自重的20%以上,一次就可以运载50吨以上的设备和补给进入近地轨道。
这意味着只需要八十多次的升空,不用一年时间,就能将“天宫”空间站建设好。
新华国之所以修改了自己的小型空间站计划,敢于建设4000多吨的“天宫”空间站,就在于新型空天飞机那惊人的运载力。
而能够往返月球甚至太阳系内任何星球的宇宙飞船,也已经在研制当中。
在三方制订的太空计划中。还包括了修建两座太空发电站、一座太空城市、月球基地和火星基地等。
当将物资送上太空轨道的成本,下降到一定程度时。太空太阳能发电站成为了现实,而“希望”号空天飞机所代表的技术能力。正是实现这一目标的关键。
太空发电站非常大,发电站由许多方形、圆形或碗形的太阳能电池板组成,总面积将达到数平方公里,太阳能电池做得非常薄、非常轻,每平方米的重量只有150克。
太空发电站在赤道上方公里的静止轨道运行,轨道上的卫星与地球的自转周期是一致的,即每日自转1周。人们能在夜空里看到它,就像一颗耀眼的星星。
静止轨道上的太阳光强度为地面上的14倍。除日食期间外,不分昼夜、不分季节和不管天气好坏,可实现24小时持续发电,因此,在宇宙空间太阳能的利用率,是地面上利用率的10倍以上。
太空发电站可以取代污染环境的火电厂,为人类提供取之不尽的清洁能源,对地球的环境问题做出重大贡献。
太阳能发电就是利用半导体将光能直接转换成电能,当前的技术只能将15—30%的太阳能转换成电能,能源实验室拿出的新型纳米太阳能电池技术,其转换效率达到惊人的70%。
发电站将搜集到的太阳能转化成电能后,再利用微波传送天线直接输送到地球各个角落的电网。
送电用的微波是光波的一种,属于卫星广播、微波炉、移动电话使用的波长范围。
以现在的技术,如果将100瓦的直流电转换成微波,要损失30%的能量。而东方集团提供的技术,将无线能量转换和传输效率提高到了85%,利用率远远高于电线输送。
这两项技术都是革命性的创新,足以改变整个能源领域。
新华国和华龙国准备在2018年内,分别建成一座发电量能达到20亿瓦特以上的太空发电站,其电力可以输送到较为偏僻的地区,满足60万户家庭需要。
太空发电站的卫星、太阳能电池板等,由智能机器人维护,还拥有激光防卫系统,免遭小型流星以及太空垃圾的撞击造成的损坏。
三方联合筹建的月球基地,将对月球上的矿产资源进行探测、开采、实验和提炼,东方集团更是准备利用这个基地,修建一座规模宏大的“东方之星”太空城。
月球岩石中含有丰富的铝、铁、钛、硅、氧等元素,太空城的建筑材料有95%可以从月球找到。
最重要的是,月球的引力只有地球的六分之一,物体脱离地球得达到米/秒,而脱离月球只需要2400米/秒就行了,把同样重的材料送到太空,从月球出发比从地球出发要省95%的能量。
科学家估计,只要派150个人上月球,每年可以开采100多万吨矿石。将矿石利用太阳能加热、冶炼、加工成铝材、玻璃等等各种建筑材料和构件,然后到轨道上去装配建造太空城市。
“东方之星”太空城在设计上,有点像科幻电影《极乐空间》里的环形太空城,将采用旋转方式,以产生人工重力,帮助未来的太空人,在太空中更好的生活和工作。
这个环形旋转设计并不是电影导演随意的幻想,而是有着严谨的科学依据的,早在六七十年代就有科学家提出。
当然,“东方之星”太空城没有电影里的太空城那么庞大,更没有里面那么好的居住环境——人人都住在面积宽大的别墅里,到处都是生态绿洲,还有河流、湖泊之类。
建成后的“东方之星”太空城内部面积约为7平方公里,将居住5万人左右,主要用于太空旅游,以及作为登陆其它星球、开采小行星资源等太空探索行动的出发基地。未完待续
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