294 天基电网的瓶颈
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未来空间站早前捕捉冰质小行星的时候进行了轨道变更,与赤道夹角为7度,中间借修正轨道自动下降,进行了一些调整,现在夹角还有6度。
主要是设备、材料、待装配零部件太多,总质量实在有点大,专门去做变轨一次消耗资源太多,影响各方面进度。
现在月宫方面的物资供应降下来,地面已经可以提供足够的燃料用于多次微调。
关于燃料问题,地面也有些争论。
月宫的工厂区部分功能已经启动,可以自制氢氧燃料,除了从轨道接应货运组的货物,还有额外的量。
不过时间方面存在一点问题,从八月底开始,月宫所在位置要经历长达四十四天的夜晚。
氢氧储备重要性在夜间更高,缺乏大面积光伏供电的情况下,龙珠核电或电网随时出现一点什么电力状况,都可能需要需要大量的氢氧,启动氢燃料电池维持基地内的气体清洁度、保障水循环系统不结冰。
而在月表天亮时的几十个小时里,是设备出故障最频繁的时刻。
总而言之,月宫暂时还不能作为一个稳定的燃料提供方,两个空间站现阶段仍然需要地表提供燃料。
这些燃料和之前一样,都是以固态冰的形式送上天,空间站自己出电力进行电解,或留作水资源储备。
回到发动机。
每台新式发动机上天后,需要经过六次共900秒的点火测试,每四台一组,预计进行二十二组测试后,将未来空间站调整回赤道轨道。
回赤道轨道后,向C国南方古都上方鲲鹏空间站输送物资需要更多的燃料,不过现在大部分工作都由使用电推系统的应龙三号承担,额外消耗比较小。
好处是赤道轨道对包括地月转移轨道在内,对各个轨道的投送消耗更为均衡,长期还能节省一点资源。
九月中旬,地面做了个决定,把激光能量平台验证机送去月球轨道,为月宫提供应急电力补充。
卫星电网不是新东西,科幻化的概念很早就有。
可惜放到母星上有几个大问题解决不了。
太空里激光传输有激光转电后再发射新激光给下个激光能源卫星,和激光反射两个方向。
激光转电不管用光伏还是烧开水,都要造成几乎60%的浪费,真空环境的密闭式烧开水,也高不了几个百分点,明显不能大规模应用。
激光反射其实更困难。
作为一个行星级的太空电网,单激光一千兆瓦已经是下限,如果做成同步轨道3机覆盖全球的方案,往少了算也得100到150G瓦级。
在该能级下,哪怕只有十万分之一的能量转为热能,也没有任何冷却方案能保证反射镜长期运行的安全,在人类找到“绝对反射”方案前,不存在实现可能性。
替代方案只能是增加卫星数,降低单激光功率,以现有人类科技,相保证卫星电网长期不间断传输,少说也得三百颗卫星往上。
但电网卫星还是小事,真正的问题是大气本身。
大气不但抵挡着紫外线,它其实抵挡着一切来自外层空间的能量,1G瓦的激光打到地面,也会变成一个几百平米的光斑,剩下的最多不超过1%功率。
激光穿透大气还会有另一个问题,它会导致路径上的气体分子粒子化,粒子化后它们更容易被太阳风带走。
总之只要有大气,卫星电网就一定是假命题。
月球就不一样了,不用组电网,以几颗卫星各自慢慢搜集能量,依序对地面进行单对单传输,没有大气损耗,只在转化时会浪费一波,勉强可以接受。
激光能量平台验证机送去月球轨道,契机不在于月宫的需求,而是经过九月初的太空实验,地面论证后,放弃了一兆瓦的传输方案,改为十千瓦输电。
兆瓦变十千瓦,缩了一百倍,也侧面证明着材料学还有太多不能应付的情况。
激光输电差点就无疾而终,论证时还有人说十千瓦不如微波输电呢,那个转化率还高些。
但微波其实也有着难以攻克的缺陷。
现代卫星采用的信号节能方案,基于波的干涉现象,原理不赘述了,反正结果是可以通过这种现象,实现定向输出电信号(电磁波),在同步轨道,只要把干涉做到球面3%,就能覆盖几乎半个行星。
可要实现点对点的传输,3%就远远不够了,哪怕把增强范围集中在十万分之一个球面上,只要有上百公里距离,散射程度也远远大于卫星的太阳能板面积……何况太阳能板还不能吸微波,得另起一套接收系统,那还不如烧开水。
因此技术层面上,卫星间的微波能量传输,就根本没有实用的可能。
回到现场,激光能量平台于九月下旬,被旱魃货运组当货物送抵绕月轨道,再由宇航员驾驶的应龙二号飞船抓取,投送至两千公里高度,飞过月宫和月表二号基地预定地点的上空。
二号基地预定地点只是个概念性的东西,具体会不会有,还得看地面怪兽应对的局面,和月宫人员、机器人现场勘察的结果。
把能量平台验证机送到轨道,宇航员根据地面指示,出舱对激光器进行调整。
调整过后,激光打到月表的是一个约五平米的光斑。
内行一看光斑大小就知道,这是用来烧开水的。
不过月表暂时没有聚光发电站,能量平台只能闲着。
月宫,经过几个月的建设,已经建成两个氧化铝玻璃温室,单温室面积0.3公顷,内空最低高度7米,两温室共用一套五段式气压出入系统。
与地表温室的情况大相径庭,月表温室外面还有一层由“砖墙”加“防弹布”构成的电动折叠外壳,外壳的内层还镀了一层高热反射率材料,在月表天黑后减少室内热量流失。
太空里,热与电是一切设备运行的基础,需要不停的在散热和保热之间切换,温室也一样。
为了能有效利用自然光,同时又不把内部的作物烧死,地表研究人员下了很多功夫,其中有不少是怪兽危机之前的积累……毕竟C国的传统就是人到哪就要把菜种到哪,月表,他们几年前就来过,几十年前就从A国那获赠过一克月壤。
除了氧化铝玻璃层和折叠外壳,月宫温室还有很多名堂。
每个温室的尖顶,有四块特殊氧化铝玻璃,它们不是平面,在日照最强的时候其它外壳全部关闭,温室只由这四块为全温室提供光照。
另外,整个氧化铝玻璃层内,还有一层比较薄的含铅玻璃及玻璃镀层,主要用于抗辐射,并控制部分紫外线通量。
然后,温室侧面,每1.5米高度,有一块截面为特殊几何结构的横条式人造水晶,在侧面外壳开启的情况下,能够为分层种植的植物提供不要电的侧面补光。
不过现在压根没有分层种植,植物学家们还在改造月壤并进行小规模种植和记录,后面温室结构或许还要进行微调。
月壤改造项目相对顺利,两个温室一共囤积了一千吨出头的初级土壤,可以满足基本的种植需要。
包含未来空间站送来的金汁,拉便便的生物数量要进行大规模种植还是远远不够,囤积肥力还有很多额外工作。
现阶段囤积肥力主要依赖微生物分解之前积累的作物不能食用部分,人便便还是配合化肥等材料,把更多月壤改造成初级土壤。
顺便一提,月宫温室的地下有“砖墙”加“防弹布”构成的地板,把内部人工大气环境和自然月壤隔离开来,内部有约一米深等待改造的月壤,它们与地板共同形成月宫温室的地基。
预计室内月壤全部改造完成后,能够获得共计一万五千吨初级土壤,届时在完全没有母星补充化肥的情况下,也能够通过轮耕与月宫的生物、化学手段,长期维持比较稳定的种植产量。
其实按早期技术积累和方向,水培技术在太空更容易实现和管理。可一旦涉及永续,水培就不是好主意了。
月壤的确不能直接种植,但是月壤中的矿物成分一旦被分解出来,一样能给植物生长提供支援,这些物资不从月表获取就得从地表运,水培并不会减少物质消耗总量。微生物改造总比另外设置一套月壤分解装置更靠谱吧,而用微生物改造方案,就确定了基本只能使用土壤培育,水培暂时只能在实验室里用。
能看到,在“永续”方面,月宫的进度不错。
地表现在已经在选人,等温室的第一季作物产量出来,就要划定今年后几个月和明年初进入月宫的人员名单。
人员之前,首先要送来月宫的,是“文明”。