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地球,美國(guó)休斯頓宇航中心。
2028年6月22日,紐約時(shí)間17:22分。
“‘諾亞號(hào)’傳來(lái)最新簡(jiǎn)訊……到了!到了!他們到了!他們安全抵達(dá)火星了……”盯著屏幕的女性工作人員先是默默的讀者,當(dāng)看清楚簡(jiǎn)訊的內(nèi)容時(shí)她整個(gè)人振奮不已,消息很快就傳遞開來(lái)。
當(dāng)休斯頓宇航中心收到了來(lái)自“諾亞號(hào)”的最新簡(jiǎn)訊之后,整個(gè)nasa總部都是一片沸騰,即便查爾斯。博爾也難免激動(dòng)莫名。消息在以驚人的速度傳播,nasa第一時(shí)間把消息傳了出去,世界頭版頭條的新聞報(bào)道幾乎都是關(guān)于“諾亞號(hào)”成功抵達(dá)火星的消息。
美國(guó)的媒體更是對(duì)此進(jìn)行鋪天蓋地的報(bào)道。
這無(wú)疑是階段性的勝利,“諾亞號(hào)”載著的五名宇航員當(dāng)之無(wú)愧的進(jìn)一步刷新了人類的“地平線”,上一次走到最遠(yuǎn)是月球,而這一次是更遙遠(yuǎn)的火星,其中意義非同凡響。
華盛頓首府,白宮方面也派出了發(fā)言人祝賀此次階段性的勝利。
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6月22日,在美國(guó)人的“諾亞號(hào)”成功并安全抵達(dá)火星軌道,及其消息傳回地球讓全世界轟動(dòng)不已之際,而早在5月中旬已經(jīng)出發(fā)的“火星快車號(hào)”此刻也已經(jīng)長(zhǎng)距離航行了一個(gè)多月的時(shí)間,航程也超過(guò)了1。29億公里的距離。
“火星快車號(hào)”的推進(jìn)系統(tǒng)很特殊,和常規(guī)的離子發(fā)動(dòng)機(jī)引擎驅(qū)動(dòng),以超高速將氬原子向后拋射從而獲得推力相比,“火星快車號(hào)”的推進(jìn)系統(tǒng)有點(diǎn)相反的味道,它的推進(jìn)引擎不但不是后置的常規(guī)燃料推進(jìn)器,而是一種前置引擎,利用千組激光器照射出數(shù)十萬(wàn)道激光利用光帆推進(jìn)火星快車號(hào)及其“螢火號(hào)”。
雖然千組激光器啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向推力,但相比光帆產(chǎn)生的推力動(dòng)能是完全可以接受的,只需要一小部分的推力就能抵消反向推力,光帆推動(dòng)整個(gè)物體的加速度的確很快,但并不顯得過(guò)于驚世駭俗,一方面是能源問(wèn)題,另一方面也是飛船上有宇航員的因素。
盡管如此,但在漫長(zhǎng)的航行階段,分別十余次的加速度,這一路上給整個(gè)飛船分批次的持續(xù)加速度,在長(zhǎng)時(shí)間的累計(jì)之后,也能給飛船帶來(lái)相當(dāng)快的加速度。理論上,在材料強(qiáng)度和能量輸出足夠的理想狀態(tài)下,不斷持續(xù)的加速度可以讓整艘飛船無(wú)限接近于光速,無(wú)限接近光速只需要持續(xù)不斷加速8個(gè)月時(shí)間即可,當(dāng)然這是理想狀態(tài)下。
但這些問(wèn)題都不是讓“火星快車號(hào)”設(shè)計(jì)為前置引擎的關(guān)鍵,最關(guān)鍵的因素是整個(gè)飛行器的體量,“火星快車號(hào)”、“螢火號(hào)”、及其附帶要在火星地表建立的前哨戰(zhàn)基地和一個(gè)地表晶體切割實(shí)驗(yàn)室,再加上兩艘登陸載具,其他雜七雜八的物資。
整個(gè)飛行器的體量加起來(lái)的數(shù)值已經(jīng)相當(dāng)驚人了,光是在火星軌道上運(yùn)行的“螢火號(hào)”就達(dá)到了近1500噸的體量,加上其他的部分,整個(gè)飛行器幾乎接近4000噸的體量,相當(dāng)于半個(gè)“天宮環(huán)軌星港”。
如此龐大的體量實(shí)際狀況只有使用前置引擎才能安全的帶著這個(gè)大家伙在星際間穿梭。。
試想一下如果是常規(guī)的推進(jìn)系統(tǒng),比如像火箭一樣的引擎后置的飛行器,其船體結(jié)構(gòu)和材料性質(zhì)必須要足夠結(jié)實(shí)才能夠應(yīng)付引擎的推力。換句話說(shuō),整個(gè)飛行器的結(jié)構(gòu)要建造得像摩天大廈一樣具有堅(jiān)固的中間部和底層部一樣的結(jié)構(gòu),才能確保如此龐大體量的飛船在面對(duì)強(qiáng)大推力的時(shí)候不會(huì)崩潰散架。
這也是為什么火箭的體型輪廓都是像尖塔一樣的結(jié)構(gòu),上端細(xì)小中下層龐大的原因,比如美國(guó)的“土星5號(hào)”和目前美國(guó)人的“諾亞號(hào)”都是這樣設(shè)計(jì)的。
但是前置引擎就大不一樣了,船體不需要設(shè)計(jì)的像超重型火箭或大廈般厚重結(jié)實(shí),最大的要求就是要像繩子一樣耐拉就行了,這也是為什么“火星快車號(hào)”及其“螢火號(hào)”的總長(zhǎng)一度要突破1000米,且結(jié)構(gòu)顯得如此苗條的最大原因。