293激光能量平台



九月,未來空間站換了一批人又忙碌起來。

未來空間站在最近半年裏除了改善人員空間,以及爲之後擴建重力模拟區做準備,最重大的變化是組裝作業面的進化。

之前未來空間站的作業面,是個桁架結構配上可動鋼闆,面積隻有幾百平米。

但随着地面發射頻率越來越高,C國、中洲中部、R國還各有個新的電磁軌道發射站落成或在建,原有的工作面顯得有些不合時宜了。

工作面改建計劃從旱魃核動力貨運組上天起開始做準備工作,五月份動工,八月中旬才完成。

與原有的,位于空間站側面的工作面完全不是一回事。

新的工作面位于空間站正上方(向陽面),全向拉開,中間是與空間站核心大廳相連的一個新增宇航服艙,有三個電梯結構……就是之前提過幾次的罐頭減壓艙的實用版。

罐頭減壓艙本身是作爲緊急狀況下求生設計的,優點是占地面積小,排空氣體所需時間短。

在各飛船、月表空間站積累了足夠的測試經驗後,便有了實用版。

實用版不是簡單的罐頭升降或旋轉,而是個物流系統。

以未來空間站安裝的這套爲例,它有三個出入口,共九個“罐頭”,把人送出艙後,罐頭會進入隊列區,由計算機系統根據當天出倉任務岸排,爲罐頭安排氣壓,等待下一次宇航員按動面闆。

之所以不采用月表空間站已經證明過的五段式減壓區,因爲這裏畢竟是近地軌道太空站,未來人員容量不會太大,而且與地面失聯後,人員會陸陸續續轉移出去,沒有那麽高的出入頻率需求。

圍繞着實用版罐頭的三個電梯展開的工作平台分爲兩個工作面。

一個是背光工作面,還是原有的桁架加鋼闆結構,天花闆到地闆高度六米,總面積約四百平米,分爲機械臂操作區和人員操作區。

機械臂操作區配有一套低通量電磁軌道,負責把組裝好的東西推出工作區,之後會由外面的機械臂接手。

上層工作面的結構就比較奢侈了,它是個桁架加光伏面闆加氧化鋁玻璃面闆的結構,這個工作面也叫機械臂棋盤,上面有一百個均勻分布的接口,供小号的爬蟲機械臂運動和作業,不用的時候,機械臂都爬在外沿,幫助下層工作面作業。

新的工作面最大的優點是主要裝配區避免了太陽直射,比之前的工作面更有操作餘地。

太空裏被陽光直射除了供電,帶來的全是壞事。

空間站組裝火箭、飛船要面對無處不在的宇宙輻射,如果面陽,還要頂着上百度的高溫,很多精密儀器、零部件承受不了如此惡劣的環境,所以前面由未來空間站組裝的火箭,都是采用帶防輻射殼的模塊化組裝。

但是接下來要建立運力更大的地月運輸系統,之後還要涉及紅星研究和改造,防輻射殼這種裝在内部毫無意義的死重,成了必須解決的問題。

在兩個工作面之外,原有的工作面被拆解,送去鲲鵬空間站和月宮,該位置取而代之的,是一套專爲未來空間站設計的電磁軌道。

它不是隧道式,更像是航空母艦上實用的電磁彈射裝置,鈎子改成了可分離的固定圈。

長度隻有不到兩百米,能賦予二十噸的物體,300米秒的額外速度,不多但是也能省不少燃料,主要是爲了充分利用龍珠核電系統帶來的能量,核電這玩意一旦啓動隻能降低輸出,一組燃料燒完之前不能完全關停,不用也是浪費掉了。

這些已經是上兩個班次做完的工作。

九月起的新班次除了日常了地面來料加工外,有兩個重點業務。

首先是C國又送了個新東西上天,激光能量平台驗證機。

它是用于配合低軌道天基武器計劃的組件,如果能通過測試,将讓低軌道天基武器的成本大幅下降。

驗證機被丢在五千公裏高度赤道軌道,配合測試的,則是從未來空間站釋放的一台專用的測試機。

驗證機繞軌一周約三小時,與近地軌道角速度不一緻,考慮到低軌道仍然有微量氣體粒子活動,傳輸窗口按弧度計算約185度,也就是每八十多分鍾會有略多餘一半的時間可以傳輸能量。

測試機是個裝了大量不可再生垃圾做配重的殼子,但也有個小動力系統配合實驗。

它被電磁系統逆向推出去後自動降低軌道,在350公裏位置用RCS制動。

RCS單組元推進器系統,也是淘汰下來的,屬于随時會故障的那種。

就這麽個制動,24個噴嘴就有三個故障,繞地兩圈,經過幾次中斷和修正才調整到正常近地圓形軌道,面陽。

太空裏面陽跟地面面陽有點區别,不需要運動,一直面向太陽,當然近地軌道會有一半時間被行星擋住。

測試機調整好方向後,驗證機動作。

激光能量平台沒有RCS系統,使用純動量輪組合實現姿态變化。

先對準目标區域,内部鎖解開,動量輪模塊進入磁浮模式。

接下來是低功率照準,用不到一瓦的激光,去搜索目标的激光接收晶體。

爲避免主激光照射時的意外,激光接收晶體被設計擺在測試機外面,用支架及其相關結構、電纜連接主體。

晶體被照準,接收系統反饋信号。

驗證機進入微調模式,微調模式隻有一個小動量輪會被再次鎖住,帶動驗證機運動,調整幅度很小,爲了能保持調整後絕對靜置,過程也很慢。

調整過程中,驗證機的晶體搜索系統和計算機沒有停,一次次從接收器獲得信号。

經過三十分鍾的自動微調,才完成照準。

能量傳輸啓動!

一兆瓦功率的激光穿透太空,打在激光接受晶體上,被立刻折射成一個圓,由下方的晶體再次擴散,投到測試用的假“光伏”闆上,并用另一套測量系統觀察“光伏”闆的受光、發熱情況。

乍一看,這種能量傳輸方式好像有點瞎眼,可其實也是無奈之舉。

人類現有的技術,别說一兆瓦激光,幾百兆瓦都能幹出來,問題在于激光功率過大之後,沒有足夠面積的光伏闆轉回成電力也是白給,這麽大的功率,唯一的利用方式就是燒開水發電!

一說到燒開水又是老問題,功率越大,裝置越重,那還能節省什麽啊?有這個重量,多配些電池不好嗎?

因此激光傳輸方案,隻可能是利用低軌道天基武器自帶的光伏闆,實現能量傳輸的目的,功率不可能特别高。

而使用光伏闆又有個前面提過的問題,轉化率。

人類最好的光伏闆,轉化率40%,可惜還沒量産,額外的能量要麽被反射出去,要麽被熱控系統以散熱的形式散掉,反正都浪費了。

所以一兆瓦的傳輸功率,哪怕有足夠大的光伏陣列,最多也隻能利用三四百千瓦,這樣的功率要推動武器級電磁軌道,仍然差了意思,還得看電池的。

實際上C國最終的近地天基武器方案,接受功率可能隻有幾千瓦,具體定在哪個值,要等實驗結果回到地面後再說。

一兆瓦的激光被分散,打在假的光電闆上,加熱非常快,20秒不到就出現融毀情況,測試終止。

等待熱輻射自然冷卻,測試機使用伸縮機械結構,把受損的假光電闆和激光晶體,跟不可回收垃圾放到一個艙裏。

關艙門,啓動火箭推進器減速,返回大氣層。

接下來未來空間站要負責用應龍三号飛船,把驗證機抓回來驗傷,根據地面指示進行改裝。

這個不算大項目,大部分準備工作上個班次已經完成。

九月班次的主任務是火箭發動機換代。

該問題拖了有一陣子了,隻是火箭發動機換代,需要大量的地面測試。

舊有的火箭發動機,壽命都按秒算,軌道發動機稍微好點,也沒好到哪去,反複使用時每次任務都要進行大量的檢查和維護工作,每個任務都要地面人員小心翼翼地規劃。

新一代發動機的目标是壽命向飛機發動看齊,當然不要求用幾百小時,但至少也要能斷斷續續的用上幾十個小時才行。

經過大量的地面工作,未來空間站也在材料方面做了些貢獻,新發動機最近才定型。

有人就問了,都有旱魃了還要普通發動機幹啥?

這不是旱魃還達不到載人安全标準嘛,所以一旦涉及到真人,仍然需要使用傳統發動機。

新發動機有兩個型号,造型與之前的軌道發動機變化不大,但發動機與航天器尾部的熱輻射反射,比老型号要高一個層級,相對發動機的尺寸與重量,推力也比傳統型稍微小一點。

熱輻射反射這個問題,是影響發動機壽命和單次點火時間的重點問題,主要依賴的是材料和表面光滑度,而在老式火箭的使用中,受到火箭在大氣内發射本身的影響,以及對發射重量的精算,鏡面化程度比較有限。

現在有條件直接在太空組裝發動機,重量瓶頸也在電磁軌道發射器的大規模應用下解決了大半,問題解決起來也不算是跨時代變化。

推力不變的情況下增加尺寸和重量,也是一種通用的延壽手段,跟柴油發動機差不多,鑄鐵強度不夠那就加厚,總是能用的。

也是無奈之舉,以現有的零重力加工積累的材料進步,還不足以讓發動機保持重量不變的情況下,壽命翻着跟頭上漲。

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