第二十一章 霍爾推進(jìn)器，超導(dǎo)難題，原子能難題

　　陳諾仔細(xì)回想關(guān)于離子發(fā)動(dòng)機(jī)的信息。

　　離子發(fā)動(dòng)機(jī)，又稱離子推進(jìn)器。

　　簡(jiǎn)單理解就是先把燃料電離形成等離子體，因?yàn)殡x子帶電荷，可以通過(guò)電場(chǎng)柵板形成電磁場(chǎng)進(jìn)行加速，類似電磁炮般噴出去。

　　因?yàn)槭请姶偶铀?，燃料的噴射速度?huì)很快，輕而易舉就能達(dá)到數(shù)十千米每秒，效率比化學(xué)燃料強(qiáng)的不是一點(diǎn)半點(diǎn)。

　　但離子推進(jìn)器存在三個(gè)問(wèn)題，一個(gè)就是靜電積累，另一個(gè)就是高速離子對(duì)柵板材料的侵蝕，最后就是單位噴射質(zhì)量。

　　靜電積累形象點(diǎn)比喻，燃料就像是一對(duì)情侶，電離就等于把這對(duì)情侶拆分成電子和離子。

　　原本情侶在一起的時(shí)候，感情濃郁，電荷平衡。

　　現(xiàn)在被拆分成電子和離子，離子還用電場(chǎng)加速噴射出去了。

　　那么剩下的負(fù)電電子就會(huì)如怨女曠夫般在設(shè)備內(nèi)積累，當(dāng)積累到一定程度，靜電效應(yīng)就會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　而被噴射出去的離子，這也不想跟自己的電子分開(kāi)，因?yàn)殡姾尚?yīng)，哪怕被噴射出去，這也會(huì)想盡辦法，找盡機(jī)會(huì)重新黏在飛船表面，進(jìn)一步加大飛船的電場(chǎng)不平衡，拖慢飛船的速度。

　　不過(guò)這個(gè)問(wèn)題解決起來(lái)并不難，只要把分開(kāi)的電子收集出來(lái)，在離子被噴射出去之后，再把電子也噴出去中和，放飛這一對(duì)對(duì)的情侶就行了。

　　靜電問(wèn)題好解決，但高速離子對(duì)材料的侵蝕，這就不可避免了。

　　用來(lái)加速離子的柵板，形象點(diǎn)比喻就是一塊塊帶孔洞的面板，通電之后，離子就會(huì)被加速通過(guò)孔洞噴射出去，但因?yàn)殡x子帶電荷的侵蝕，再加上高速撞擊的破碎，柵板往往堅(jiān)持不了太長(zhǎng)的時(shí)間就會(huì)GG。

　　最后的噴射質(zhì)量，這又是離子推進(jìn)器的另一個(gè)淚點(diǎn)。

　　如果把化學(xué)燃料推進(jìn)器比作海嘯漫灌，那么離子推進(jìn)器就是童子撒尿。

　　一臺(tái)液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，幾分鐘就可以燒光幾千噸的燃料，而一臺(tái)離子推進(jìn)器工作一天，消耗的燃料也就一百來(lái)克。

　　雖然離子噴射速度快，但量小也不頂飽啊。

　　這一個(gè)弊端導(dǎo)致單臺(tái)離子發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，往往就只有幾十毫牛，換算成質(zhì)量就是幾克，帶一張A4紙飛都勉強(qiáng)。

　　“動(dòng)量守恒，在深空，推力和加速會(huì)不斷積累，離子發(fā)動(dòng)機(jī)第三個(gè)問(wèn)題影響不大。

　　一臺(tái)的推力不夠，一萬(wàn)臺(tái)，百萬(wàn)臺(tái)總夠了。

　　走生物科技路線的文明，最喜歡的就是爆量。

　　真正難題是第二個(gè)，使用離子發(fā)動(dòng)機(jī)本質(zhì)是節(jié)省燃料，讓深空航行的飛船不用百分之九十九都是燃料。

　　但如果加速離子的柵板經(jīng)常被侵蝕的話，這無(wú)疑會(huì)極大損耗飛船的資源。

　　看來(lái)要想使用離子推進(jìn)器，只能考慮霍爾推進(jìn)器的構(gòu)造......”

　　陳諾分析著離子推進(jìn)器的技術(shù)利弊，霍爾推進(jìn)器，本質(zhì)也是離子推進(jìn)器，只不過(guò)是利用了霍爾效應(yīng)。

　　霍爾效應(yīng)：電流在磁場(chǎng)中通過(guò)時(shí)，電子或離子就會(huì)橫向移動(dòng)，導(dǎo)致導(dǎo)體間有個(gè)橫向的電勢(shì)差。

　　因?yàn)殡娮雍碗x子帶的電荷不同，這樣當(dāng)電子和離子混在一起的時(shí)候，霍爾效應(yīng)就能把它們分開(kāi)，磁場(chǎng)再直接進(jìn)行加速。

　　這樣的設(shè)計(jì)，等同于把原先電離的結(jié)構(gòu)和加速結(jié)構(gòu)合并到一起，舍棄了容易被侵蝕的柵板加速結(jié)構(gòu)。

　　確定要研究的離子推進(jìn)器類型，陳諾就投入到專心研究培育過(guò)程。

　　“推進(jìn)器的前置科技都已經(jīng)點(diǎn)亮，霍爾推進(jìn)器的磁圈磁極，這按照切割磁感線小家伙的天然設(shè)計(jì)就行，給磁場(chǎng)通入電流，這就再接入一個(gè)發(fā)電模塊。

　　生物進(jìn)化科技的魅力就是技術(shù)兼容性MAX，細(xì)胞層面沒(méi)問(wèn)題，基因?qū)用娌槐罎?，各種功能模塊和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，你想怎么組合就怎么組合......”

　　生物進(jìn)化雖然有很多弊端，比如材料剛性、材料強(qiáng)度、材料極限、材料細(xì)微精密度等都比不上真正的金屬材料陶瓷材料。

　　不過(guò)陳諾看來(lái)，生物進(jìn)化的技術(shù)兼容性、制造成本、制造便利性這三點(diǎn)就可以掩蓋所有缺點(diǎn)。

　　建造發(fā)動(dòng)機(jī)，工業(yè)機(jī)械科技體系需要在計(jì)算機(jī)模擬了又模擬，最后確定了模型就開(kāi)始調(diào)整生產(chǎn)線，制造零部件組裝，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)有新的問(wèn)題，這又要再次模擬改進(jìn)。

　　而生物進(jìn)化科技，這生物功能模塊，可以直接在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程調(diào)整結(jié)構(gòu)，哪里不行調(diào)哪里，反復(fù)優(yōu)化試錯(cuò)最終就能得到最優(yōu)解。

　　技術(shù)兼容性，因?yàn)榧夹g(shù)不是進(jìn)化出的特殊細(xì)胞結(jié)構(gòu)，就是某種生物器官功能得到結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。

　　這樣只要具備基礎(chǔ)材料，具備了基礎(chǔ)的技術(shù)，剩下的高級(jí)應(yīng)用陳諾就能跟搭積木那般搭建出來(lái)。

　　搭建出來(lái)的功能模塊還都支持“熱拔插”，哪個(gè)模塊不需要，細(xì)胞就可以直接自我死亡，把營(yíng)養(yǎng)和能量釋放出來(lái)讓來(lái)其他模塊。

　　制造便利性更別說(shuō)了，人類科技還需要送制造好的衛(wèi)星上天，而陳諾只需要送一坨原材料物質(zhì)上天，想要什么功能等到了太空直接培育。

　　“多個(gè)電磁模塊并聯(lián)，得到的磁場(chǎng)終于滿足霍爾推進(jìn)器的需求，電流強(qiáng)度也足夠了。

　　為了減少內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量積累，影響細(xì)胞功能的運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)推進(jìn)器內(nèi)部還集成了冷卻循環(huán)管道，這樣最終完成的推進(jìn)器......

　　“等離子束噴射速度38千米每秒，產(chǎn)生推力......額，103毫牛！”

　　花了兩個(gè)月的時(shí)間，嘗試了上千種結(jié)構(gòu)，運(yùn)行微調(diào)不下數(shù)萬(wàn)次，終于，陳諾用自己現(xiàn)階段進(jìn)化出來(lái)的各種生物功能模塊，改良組裝出一臺(tái)霍爾推進(jìn)器。

　　一臺(tái)微波爐大小，離子噴射速度達(dá)到驚人的38千米每秒，但推力卻只有103毫牛的霍爾推進(jìn)器。

　　103毫牛，換算一下就是10.5克，這個(gè)推力也只有在無(wú)重力的太空才能使用，在星球內(nèi)環(huán)境那只是自我感動(dòng)的份。

　　當(dāng)然，動(dòng)量守恒，因?yàn)橥屏μ。@個(gè)霍爾推進(jìn)器的食量也很低。

　　一天的時(shí)間，只需要123.6克的燃料。

　　比還在不斷升空往空間站輸送物質(zhì)，一秒就燒四噸五噸燃料的火箭，無(wú)疑稱得上是小胃口。

　　“不過(guò)，因?yàn)閮?nèi)電阻的損耗，還有電離和加速的需求，這臺(tái)霍爾推進(jìn)器的功率卻超過(guò)兩千瓦，將近三匹的馬力。

　　三匹馬力的功率，推力卻只有10.3克，只能滋滋小水槍，生物超導(dǎo)材料必須要提上日程?！?p>　　“超導(dǎo).....”

　　看著噴射出幽藍(lán)色光芒，美倫美央的霍爾推進(jìn)器，陳諾計(jì)算一番對(duì)方的功率消耗，心里忍不住搖頭。

　　超導(dǎo)，這是曾經(jīng)橫在人類科技前面最大的一塊攔路石，如果不例外，這也會(huì)是陳諾以后需要面對(duì)的一個(gè)壁障。

　　雖然生物進(jìn)化文明走的是跟機(jī)械工業(yè)文明不一樣的技術(shù)路線，但兩者實(shí)際也是殊途同歸，屬于對(duì)宇宙規(guī)則和四大基本力不同的理解和應(yīng)用。

　　既然是殊途同歸，那么「理論決定了科技的上限，材料決定了科技的極限」這一句話，同樣也適用于陳諾。

　　鑿開(kāi)超導(dǎo)材料這一塊攔路石，核聚變、高速電磁炮，高能激光等就有實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

　　鑿不開(kāi)，文明就要被鎖死在核聚變之下，終其一生只能在一個(gè)個(gè)星系之間蛙跳，而無(wú)法進(jìn)行一場(chǎng)真正的遠(yuǎn)航。

　　看著遠(yuǎn)處呼嘯著沖天而起，往太空運(yùn)送物資的火箭，陳諾抬頭看向遙遠(yuǎn)的太空：“根據(jù)太陽(yáng)系的遺跡推測(cè)，人類消失之前，文明已經(jīng)在采集氣態(tài)行星的資源，可控核聚變想必已經(jīng)突破，常溫超導(dǎo)技術(shù)大概率已經(jīng)攻克。

　　等離開(kāi)地球，探尋人類遺跡時(shí)，說(shuō)不定就能找到一絲進(jìn)化的啟發(fā)。

　　另外還有生物原子能技術(shù)，原子能技術(shù)不突破，全部的進(jìn)化生命就只能繼續(xù)使用低效的化學(xué)能。

　　很快就要離開(kāi)地球，離開(kāi)太陽(yáng)系。

　　如果遭遇惡意的外星文明，單憑化學(xué)反應(yīng)的能量效率，根本就支撐不了一場(chǎng)大規(guī)模的戰(zhàn)爭(zhēng)，同時(shí)也支撐不了大規(guī)模的生物培育進(jìn)化。

　　這樣一算，離開(kāi)地球了也是一堆的事情。

　　或許這也是從無(wú)到有進(jìn)化出一個(gè)文明，一個(gè)人開(kāi)創(chuàng)全部科技的弊端，解決一個(gè)問(wèn)題，更多的問(wèn)題就冒出來(lái)。

　　路漫漫其修遠(yuǎn)兮啊......”