大矿主-第234部分
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不过，在离子推进器取得技术性突破之前，之前应用的离子推进器缺点太明显了，不管是深空1号还是黎明号用的离子推进器，推力都很小，在地球上，这种离子推进系统只能吹得动一张纸！因此，目前这种离子推进器还无法使太空船脱离地表，只有到达外太空的失重状态下，这种离子推进器才能够推动不到一千公斤中的航天器进行加速，但也需要很长的时间进行加速才可以。
但同样，离子推进器的优点确实是毋庸置疑的。传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的，离子推进器也是采用同样的喷气式原理，但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体，它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱，但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定，它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。
最关键的是，使用离子推进器，消耗的燃料要比传统的化学推进方式减少最少80％。举个例子，现在华夏的东方红4号卫星平台上有两个1400升的化学储剂箱，这里面的燃料主要是卫星用来变轨的。而用了离子电推进之后可以节省燃料80％以上，同时，卫星的自身重量也大大降低，现在一颗通讯卫星大概重量是4。8吨，用了这种技术自身重量就减为了1。8吨。那么空出来的空间就可以把它利用起来，比如现在星上只有56台转发器，节省下来的空间就可以人们把它增加到100台，一个转发器产生的价值大约是100万美元。也就是说以后一颗用离子电推进系统的卫星，上面的科学仪器是现在的两倍。
另外，要进行深空探索，航天器要飞行的距离都会很长，因此如果用化学燃料，火箭和卫星上大部份的位置将会被燃料所占据，那么相应的科学探测仪器将会减少很多，而且化学燃料成本也非常高。而在使用离子电推进系统之后，因为它的比冲是化学燃料的10倍，且需要的工作介质少，因此它能在太空无重力状态下连续工作几年时间。NASA计算过运用离子电推力的探测器到达土星的飞行时间只需要3年，而传统航天器则要花费7年的时间。
因此无论从哪方面来考虑，要进行深空探索，离子推进器都是必不可少的一项关键技术。
而现在，在喷气推进实验室和星空探索公司的合力下，离子推进器的直径终于是取得了突破性的进展。别看这种新型离子推进器的直径仅仅增加了五百毫米，但获得推力却是比黎明号上涌的那台离子推进器要大出七倍来，因此这种新型的离子推进器现在已经具备了应用在深空探索航天器上的条件。
第五三零章火箭回收
随着施密茨博士的解释，唐风总算是弄清楚这种新型离子推进器的作用在哪里了。按照刚才施密茨博士的这番解释，只要星空探索公司的航天器用上了这种推进器，那么将会比目前任何一款航天器的速度都要快，飞的都要远！
“博士，不得不说您带给我们的这个消息是一个非常棒的消息，我想，有了您和您的科研小组的研究成果，我们的航天器很宽就会登上太空，然后剑指月球了！”唐风笑呵呵的说道。
“月球？呵呵，暴斯，这可真是一个好目标，当年我在大学的时候，人类最后一次的登月就结束了，我没有赶上，所以我一直对没有为人类登月奉献我的力量而感到遗憾。所以，暴斯，如果你真的决定要启动登月计划的话，一定要先告诉我！”施密茨博士正色的说道。
“哈哈，博士，我这不是已经再通知你了吗？我没有开玩笑，我说的是真的，我打算等明天的实验结束之后，就宣布展开登月计划，如果NASA不愿意合作的话，没关系，俄罗斯、欧空局甚至是华夏我想他们都应该非常喜欢和我们合作，尤其是华夏。博士，我是一个华夏人，所以我更希望能和华夏展开登月的合作，毕竟他们已经成功的完成了把月球车送上月球的壮举，有了华夏的合作，再加上我们的离子推进器在技术上的突破，我想，现在应该是展开登月计划的时候了！”唐风也是非常肯定的说道。
听到唐风如此说，不仅是施密茨博士，就连一旁的本杰明的眼睛也亮了。
看到他们想问问题，唐风笑着摆了摆手说道：“登月计划是一个庞大的计划，也不是一时半会儿能说明白的，再说了，就算是展开登月计划，本杰明，你以为就凭咱俩的那点知识储备量，能做出什么样的计划来？所以，这次登月计划还得是施密茨博士来制定！怎么样？我亲爱的施密茨博士，不知道您能不能完成这个光荣的计划呢？”
施密茨博士兴奋的脸都变红了，过了好大一会儿才说道：“唐，这个你就放心吧，我以前虽然没有参与过美国的登月，但我对这方面还是很有了解的，而且我也认识一帮老家伙，他们其中就有当年参与制定阿波罗计划的主要人物。所以，这件事情不算什么难事！”
“那就好，博士，这件事情就拜托给你了。我这个当老板的不会弄那些东西，所以我只会出钱！”
顿了顿，唐风继续说道：“我说博士，咱们的楼盖的可是有点歪了啊！今儿个我可是来听您的好消息的，这都凌晨了，如果咱们不快点说的话，恐怕明天一早就没有那个精力去参加实验了。”
施密茨博士罕见的挠了挠脑袋，说道：“好的，暴斯，主要是你提出来的那个登月计划让我太激动了。好了，登月计划我会在明天的实验结束之后就着手安排，现在我来给你和本杰明讲一下另外一个突破性的技术，那就是我们的一级芯级火箭的回收以及一级芯级火箭的再利用已经取得了突破性的进展！”
唐风笑呵呵的问道：“博士，明天的实验是不是就是这个实验？”
施密茨博士点头说道：“是的，明天的实验就是专门为验证这项技术而举办的。唐，其实一级芯级火箭的回收，在去年已经分别有不同的两个公司完成了两次，第一次并不是马斯克的公司，而是亚马逊创始人杰夫。贝佐斯创立的蓝色起源公司，他们在去年的11月23日首先完成了一次火箭回收任务，而马斯克那家伙的猎鹰九号是在去年的12月21日，猎鹰九号在卡角的发射场成功发射，十分钟之后，脱离的第一级芯级火箭在回收系统的控制下，用垂直降落的方式成功的返回了卡角的着陆场。不过，相比于猎鹰九号一次性将11颗卫星送入轨道并且成功回收火箭箭体，蓝色起源的‘新谢泼德号’火箭仅仅是把一颗卫星送入太空，而且蓝色起源的新谢泼德号无论是推力还是体积重量，都无法和猎鹰九号相比，因此，真正意义上的人类第一次成功的回收火箭，应该算是猎鹰九号。”
唐风点了点头说道：“那件事我知道，去年的时候我还在电视上看到了这次发射的直播，很不错。不过要我来说，马斯克的猎鹰九号其实就是博士您的孩子，猎鹰九号本来就是在您的带领下研发出来的。”
施密茨博士叹了一口气说道：“唐，有些事情你还不清楚，虽然在我离开马斯克之后，马斯克就冒险进行了这次实验，而且还取得了成功，但这个回收回来的一级芯级火箭是否还能够再重复利用，我不敢保证。因为那个型号的火箭是我研发出来的，因为碍于资金的限制，我当时采用了一些取巧的办法，所以，尽管猎鹰九号成功的回收了，可我真的不敢保证回收回来的一级芯级火箭是否还能够再继续使用。”
顿了顿，施密茨博士解释道：“火箭重复使用的价值一直是困扰各国的一个很主要的问题，而且在这方面无论是美国还是俄罗斯又或者是欧空局，都在努力的想办法解决。唐，你知道的，无论是美国的宇宙神5、欧洲的阿丽亚娜5、俄国的安加拉A5还是华夏的长征五号，都是一次性的运载火箭，它们发射载荷后就完成了使命，但也带来一个棘手的问题，那就是发射成本实在太高了。火箭发射成本高，最主要的原因就在这个一次性上，火箭的箭体、发动机、设备尤其是导航制导控制设备，构成了成本的绝大多数份额。”
“现在美国、俄罗斯以及欧空局使用的运载火箭，大都是采用液氧煤油作为推进剂，这种推进剂成本微乎其微。马斯克的太空探索计划公司对NASA那5000多万美元的发射报价中，燃料成本只有大约20万美元。即使是华夏使用昂贵的偏二甲肼/四氧化二氮的老长征火箭，其燃料成本也不会高到哪里去。华夏的长征2F火箭使用的偏二甲肼每吨8。2万元人民币，四氧化二氮每吨1。75万元人民币。所以，运载火箭的发射成本，燃料是最低的一个方面，最贵重的耗费就是在那些一次性的配件上面。”
“在我曾经主持的猎鹰系列运载火箭中，火箭箭体、发动机、导航制导控制设备占据了整个发射成本的80％以上，所以说，如果能够将这些配件由一次性变为可重复使用的，哪怕第一级的芯级火箭只能重复使用一次，那么第二次发射的成本将会降低为现在62。5％，复用五次的话成本将降低为现在的40％！”
第五三一章你可以拥有整个外太空
唐风丝毫不怀疑施密茨博士嘴里说出的这些数据，作为全世界研发运载火箭的顶级专家，施密茨博士的话有的时候就可以当成是真理来使用。
施密茨博士喝了一口水，继续说道：“如果马斯克先生能够多给我三亿美元，哦不，两亿美元的研发经费，我就可以将我的蚱蜢火箭研发的更加完美一些，而不是像现在的猎鹰九号。虽然猎鹰九号已经成功的返回了着陆场，可是我认为最起码有七成的可能性，这架回收的一级芯级火箭无法再重复使用。”
唐风好奇的问道：“博士，您怎么会有这样的判断呢？火箭不是已经成功的回收了吗？”
“呵呵。。。。。。”施密茨博士笑着摇了摇头，“唐，火箭回收可不是一项简单的工程，我在这个项目上耗费了差不多十二年的时间，我当然清楚现在的猎鹰九号有哪些问题了。火箭发射是要经过高温、高速、高压的考验的，因此对于火箭发动机的考验是最为严格的。而作为可重复使用的航天器，NASA之前停用的航天飞机无疑已经做到了最好，可即便是航天飞机的发动机，也就是所谓的SSME发动机，当初的设计要求是要达到重复利用100次，虽然这个设计要求一直没有达到，但美国曾经使用的五架航天飞机的SSME发动机，最好的也只达到了55次的重复使用次数。”
“SSME发动机的真空推力有213吨，比冲452秒，推重比达到了63（额定推力）/68。5（最大推力）。SSME的燃烧室压强高达20。7兆帕或者说207个大气压，燃烧室的工作温度约为3300度，而目前最优秀的航空发动机如F119的涡轮前温度不过是1700度。SSME发动机在工作时，燃烧室顶端的喷注器每秒要向燃烧室喷入380。6公斤的氧化剂和108。4公斤混合了氢与水的预燃燃气以及12。6公斤的液氢。为了将大量的推进剂压入燃烧室，它的液氢泵和液氧泵压强转速分别是34311转/分和22250转/分，还要加上预压泵的提前增压，从而实现空前的33兆帕和33。2兆帕压强。唐，说这个你可能不明白，你们华夏研制的最先进的那种6动2拖型CRH380A高铁列车的功率是9600千瓦，而SSME小小的涡轮泵功率却是这个功率的数倍。”
这些数据唐风尽管听得有些云里雾里的，但最后这个比喻唐风却是听明白了。他也没有想到，一个小小的压力泵的功率竟然比高铁列车的车头功率还要大，这不得不说是一个让人相当震撼的数据。
施密茨博士耸了耸肩膀说道：“SSME发动机的基本数据就是这样的，可是猎鹰九号的数据是什么呢？对比一下你就知道猎鹰九号的火箭发动机以及火箭箭体有什么差距了。”
“当时，我在设计猎鹰九号的时候，第一级的芯级火箭会在在6000公里/小时的速度下和74公里的高度处分离，因此它从亚轨道返回要求要低得多，但对发动机和箭体的要求同样很高。猎鹰九号采用的是梅林发动机，这种发动机的推重比达到了150左右，是SSME的两倍还多。不过梅林火箭发动机得燃烧室压强约为100个大气压，而煤油泵和液氧泵的压强高达140个大气压，液氧煤油发动机还要面对燃烧积碳的问题，因此重复使用的难度又有所不同。这种液氧煤油发动机的地面比冲一般只有280秒左右，真空也只有300多秒，比SSME的地面366秒真空452秒相去甚远，所以为了实现复用就只能在箭体减重上下功夫。”
施密茨博士叹了一口气，似乎对于这个设计有些遗憾，“正是因为发动机的原因，我不得不想办法减轻了火箭箭体的重量。猎鹰九号第一级包括发动机在内的结构质量比超过15，或者说加注后390吨的重量中，只有21吨是箭体重量，这比鸡蛋壳占鸡蛋的质量还要小得多，而这个箭体却要承受将近6马赫下的控制、反推、再入，并在大气层内飞行数百千米并安全降落，因此，我不看好猎鹰九号可以重复使用的最关键的一点，就在于火箭箭体上，它实在是太脆弱了。。。。。。”
唐风这下子算是终于听明白了施密茨博士不看好猎鹰九号的原因到底是在哪里了，按照施密茨博士的这种说法，猎鹰九号的火箭箭体实在是太脆弱了。
“博士，那我们今天白天即将实验的这款‘星空一号’火箭，是不是避免了您刚才所说的那些问题呢？”唐风问道。
施密茨博士脸上露出了笑容，点了点头说道：“暴斯，这要多亏你对这个项目的大力支持，如果没有你的资金，我梦想中的那种可回收火箭终究会是一场空。没错，唐，早在研究猎鹰火箭和蚱蜢火箭的时候，我就曾经对马斯克先生提出了一个计划，你知道的，我曾经参与研究过目前全球起飞质量和推力最大的运载火箭，苏联人的能源号火箭的定型工作，也曾经参与研究了美国哥伦比亚号等几家航天飞机发动机的研发工作，更是带领欧空局把他们的阿丽亚娜5火箭送上了太空，因此，我当初在马斯克手底下研发猎鹰火箭的时候，就曾经想研发一种既可以回收重复利用�
