阿波罗计划登月舱使用的是四氧化二氮和肼类液体常温推进剂,接触可自燃,可靠性高,这也是CNSA以前发射成功率相对较高的原因,不像氢氧发动机的燃料储存容易出问题。
常用的四氧化二氮N2O4和偏二甲肼UDMH对环境污染大,两者都有剧毒,前者腐蚀性大,后者还能致癌,无数从事推进剂研究及生产的工作人员患上了肝病及癌症。六年前联合国环境保护署UNEP牵头禁用了这种双组元自燃推进剂,只有极少数国家没有签字。航天从业者听到消息弹冠相庆,他们以前就巴不得这些要命的东西早点消失,只是它的门槛低,外加很多洲际导弹都用这类推进剂,所以一直无法彻底淘汰。
ASA的化学火箭发动机都使用清洁燃料,一开始就是走这个路线,公司高层没有给它的前身宇航科技研究院任何压力,知道这事急不得。
超燃冲压发动机和脉冲爆炸波发动机都是WLMS军用飞行器分部的研究成果,ASA只搞宇航用的发动机,WLPS生产和研发的都是民用品,它的业务范围与WLMS不同,交叉部分则由联合调度中心协调利益分配。
非常规推进技术中最常见的就是电发动机,可以利用太阳能、同位素电池和核反应堆的电力。按加速工质的方式不同,电发动机有电热发动机、静电发动机和电磁发动机的三种类型。
电热发动机利用电能加热氢、胺等工质,使其气化,经喷管膨胀加速后,由喷口排出产生推力。静电发动机的工质(汞、铯、氢等)从贮箱输入电离室被电离成离子,然后在电极的静电场作用下加速成高速离子流而产生推力。
电磁火箭发动机是利用电磁场加速被电离工质而产生射流,形成推力。电发动机具有极高的比冲(700~25000秒)、极长的寿命(可重复起动上万次、累计工作可达数万小时),但产生的推力小。
ASA用AID代表这类发动机,AID-1是电磁发动机,AID-2是静电发动机,AID-3是电热发动机。
AID-1即可变比冲磁等离子发动机和微波等离子发动机,是离子发动机实验室的主力研发方向。AID-2使用的工质是氙或汞,内部也称为离子发动机。AID-3使用的工质是胺,它的用途是快速转向,弥补AID-1和AID-2的不足,最常见的使用方式是AID-3配合AID-1。AID-1和2有同质化的倾向,两者的后续产品越来越接近。ASA最新设计的电磁发动机已经兼容两种推进方式的优点,当然这跟公司的习惯有关。
核发动机实验室还处于掩耳盗铃的保密状态,玩的仍是“宁叫人知,莫叫人见”那套,知道董事长大人是始作俑者,汉密尔顿这次一并列出来。
如果上述的是常规先进推进技术,核发动机则属于略带科幻色彩的先进推进技术。ASA研制成功的是固体堆芯核裂变发动机,推进剂为液氢,比冲860秒,跟NASA的同类产品相当。核裂变发动机项目组正在研制是气体堆芯核裂变发动机,设计比冲7000~10000秒,推力可调,推进剂为液氢或液氮。
固体堆芯核裂变发动机的代号是AND-1,气体堆芯的则是AND-2,这是ASA仅有的两种研究和改进项目。如果AND-2研发成功,登陆火星的载人飞船将以它为主动力。ASA的计划是十年内登上火星,建立小基地。
核裂变发动机的防护很麻烦,正如古巴耶夫所说,氘氦三核聚变发动机才是最适合在太阳系内行走的动力,燃料丰富,推力极大,比冲可达一百万秒。易组合,易防护,大推力可以使用液氢或液氮作推进剂,中小推力与离子发动机配合。
ASA的太阳系外探测器将使用氘氦三核聚变发动机、等离子发动机和激光推进复合动力。至于时间表,管理层在密谋,但李庄不知道,也没问。他目前最感兴趣的就是月球、火星、木卫二和土卫六,另外金星可以看看。
核聚变发动机在ASA的代号是ATD,氘氚聚变发动机为ATD-1,氘氦三聚变发动机为ATD-2,反应堆主要使用惯性约束技术,超声波核聚变是备选,但李庄这个科普级人士认为不靠谱。
化学发动机、电发动机和核发动机都属于可以想象的范围,电磁轨道炮发射小型卫星没被ASA上下认为是同类,连代号都懒得给,因为这个项目的主导是WLMS,幸好没有出现NASA和花旗国空军吵架的情况。
剩下都是另类的推进方式,ASA给离子风发动机的代号是AID-5,正式接纳了这个小实验室。ASA高层对这种无法在真空中使用的发动机很关心,认为它有前途。
带有梦幻色彩的是反重力发动机,理论有十来种,都像模像样,但反重力研究室到现在都没能玩出成果来。作为正式单位,他们的代号为AID-6,可见ASA高层仍期望物理学进步后能在第一时间制造出这种超级发动机。
宇航动力学实验室反物质发动机项目组的员工都来自物理学部,目前依赖于物理学部的进展,只有架子,暂时没代号,属于可期但很科幻的先进推进技术。
动力学实验室的高级货最多,非常规的太阳帆和激光帆都有研究。LTA空间站有真空能实验舱,它是纳米研究院、理论物理研究所和宇航动力学实验室真空能推进技术项目组共管的实验舱。
真空能发动机与反重力发动机一样是科幻小说中常见的货色,但科学家们仍在挠头。要想在此领域取得任何成功,就必须能做到对量子真空制造出斥力效应。根据理论是可能的,而制造及测量出斥力效应的实验很繁琐。反重力实验舱的进展离研发出真正的真空能发动机差十万八千里,副产品倒不少,勉强能自给自足。
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