第1484章 太空基地的起点

三天后,504厂进入了最高戒备状态。

中央控制室里,二十多块显示屏实时反映着反应堆各系统的状态。

彭觉先站在主控台前,看着技术人员完成最后的系统检查。

黄知涛正与苏云核对控制参数,两人的表情都异常专注。

“放射源就位,质子加速器能量稳定在20MeV,束流强度500μA。”

“氦气纯度99.999%,露点-70℃,含氧量低于0.1ppm。”

“磁体预冷完成,超导线圈温度4.2K,磁场均匀性达到0.01%。”

“……”

韩陈峰从通讯器里抬起头:“按照操作流程,一切准备就绪。”

彭觉深吸一口气,环视控制室里的每一张面孔。

这两年来,他们经历了多少次失败与挫折,就是为了这一刻。

”开始吧。”

随着命令下达,主氦风机发出低沉的嗡鸣,高压氦气开始沿着直径两米的管道循环流动。

与此同时,反应堆转鼓组缓缓转动,将第一批燃料球送入核心区。

接下来,就是反应堆正式启动前最关键的步骤——

质子加速器启动,模拟宇宙射线的高能粒子流穿透一米厚的混凝土屏蔽层,直击堆芯。

在微观尺度上,这场变革如同宇宙初开般壮丽。

每一个入射质子都像一颗微型超新星,在撞击钨靶核的瞬间释放出π介子、中子和γ射线,这些次级粒子又以接近光速穿透铍倍增器,其中每个快中子在铍核中通过(n,2n)反应产生两个次级中子。

最终,这束经过放大的中子流如暴雨般倾泻入堆芯,与铀-235核发生碰撞。

每一次成功的撞击都会使重核发生裂变,释放出2-3个新的中子和蓬勃的结合能。

“中子产额6.5×10n/cm,正在上升。”

监控员的声音有些颤抖。

本次启动测试中的大部分操作人员都来自504厂,并非跟着彭觉先在荷兰进行测试的老人,难免因为兴奋或者紧张而出现一些心理波动。

彭觉先盯着曲线图,中子密度像初春的溪流,开始时断时续,渐渐变得连贯而有力。

反应堆压力容器内,氦气温度以每分钟15K的速度攀升,燃料球中的TRISO颗粒开始发出幽蓝的切伦科夫辐射。

黄知涛紧盯着中子能谱分析仪:“快中子比例符合预期,共振吸收峰出现在5.2eV处,与我们的模拟完全一致。”

“7.2×10n/cm,链式反应开始自持。”

韩陈峰擦了擦额头的汗水,下令提升控制棒以补偿温度上升带来的负反馈。主氦风机的转速随之增加,将更多热量带出发电通道。苏云的指尖在控制面板上飞舞:“等离子体预电离系统准备就绪,一旦温度达到限定值就立即启动。”

控制室里响起一阵克制的欢呼。

随后,便是漫长的等待。

或许是为了缓解焦躁不安的情绪,片刻沉默过后,韩陈峰主动开口道:

“彭院士,讲讲你们在欧洲的事情吧?”

在核能研究这方面,ITER至少在名头上仍然是最响亮的。

韩陈峰没机会亲自参与,要说不好奇那是不可能的。

彭觉先挤了挤有些酸涩的眼睛。

HFR测试过程中发生的事情太多,一时间竟不知从哪里讲起。

过了一会儿才苦笑摇头:

“荷兰人提供的燃料数据和实际装料差了15%,要不是常院士发现得早,我们差点在ITER面前出洋相。”

苏云冷哼一声:“他们肯定是故意……”

“欧洲人那套把戏……”韩陈峰也跟着表态道。

其实彭觉先很想说这次真不是欧洲人的锅,但这里面牵扯到武器级核装置的问题,实在不便多说。

只好切换话题:

“不过去年阅兵后,他们态度倒是好了不少,我们各方面的材料和操作要求,荷兰人几乎是通盘答应……”

“……”

两个半小时后,中子密度终于突破10n/cm大关。

当工程师汇报的声音落下时,控制室内顿时响起热烈的掌声。

压抑许久的气氛也得以缓解些许。

但真正的考验才刚刚开始——

要产生足够浓度的等离子体,堆芯出口温度必须突破2000K大关。

“温度1980K1995K2000K!”

彭觉先感到自己的心跳快得发痛。

屏幕上,光谱分析仪显示出氦等离子体特有的587.6nm氦I线和468.6nm氦II线——这意味着无数氦原子在高温下剥离了电子,形成了由自由电子和离子组成的第四态物质。

黄知涛突然惊呼:“看这个!”他指着质谱仪读数,“氦离子密度达到10m,电子温度3.5eV,完全满足发电要求!”

韩陈峰来到控制台话筒前,语气郑重地说道:

“报告彭院士,HTR-PM反应堆已经达到临界水平!”

彭觉先的嘴角扯起些许弧度,不过很快又恢复如常:

“提升反应堆控制棒!”

这也是在HFR测试中获得的经验。

在反应堆刚刚达到临界时,堆芯运行仍然不够稳定,为了避免启动失败,需要额外补偿氙的积累和堆芯温度负反馈效应。

随着工程师完成操作,众人耳中的嗡鸣声变得愈发清晰起来——

那是主氦风机正在系统调控下自动提升转速,以维持冷却气体流量稳定。

很快,反应堆内部的压力和温度进一步上升,并在屏幕上逐渐逼近指示条最右侧的黄色部分。

“等离子体检测器有信号了!”黄知涛突然抬起头,“出口芯部温度,2113K!”

另一个声音紧随其后响起:

“启动磁流体发电机组!”

这一次,下达指令的是负责发电模块的韩陈峰。

20兆安培的电流瞬间注入超导线圈,在环形发电通道内建立起强大的电磁场。与此同时,高温三通阀完成切换,2100K的氦等离子体以每秒120米的速度冲入发电通道。

二号操作台前的苏云同步启动预电离系统,射频波将等离子体电离度进一步提升到15%。

每一个带正电的氦离子在磁场中受到洛伦兹力作用,沿着与磁场和流速都垂直的方向偏转,而质量更小的自由电子则以相反方向运动。

这种电荷分离在发电通道两侧的电极上产生电势差,当外电路接通时,电流便开始流动。

苏云紧盯着霍尔探头的读数:“等离子体β值0.25,磁雷诺数80,流动稳定性良好。”

“电压稳定在48千伏,电流160安培……发电功率7.7兆瓦!”

控制室里爆发出震耳欲聋的欢呼声。

技术人员们互相击掌,有人甚至偷偷抹起了眼泪。

彭觉先走到主控台前,调出所有关键参数的曲线。

反应堆运行平稳,发电效率比预期高出12%。

最重要的是,整个系统证明了核能直接转换为电磁能的可行性——这在太空环境中意味着无需庞大散热系统就能实现高效发电。

“所有系统都运行完美,我们做到了。”韩陈峰上前两步,来到彭觉先旁边,“给常院士打电话吧。”

(本章完)

第1485章 月球还是火星(祝各位国际劳动节快

第1485章 月球还是火星(祝各位国际劳动节快乐~)

当天的稍晚些时候。

京城,国家航天局。

会议室墙上的电子时钟显示14:23,灯光在午后的阳光下似乎显得格外明亮。

战略决策会议已经进行了两个小时,但空气中仍然弥漫着浓郁的紧张与期待。

椭圆形的会议桌周围坐满了华夏航天领域的顶尖专家,投影屏幕上,萤火一号传回的火星地表高清图像与嫦娥三号拍摄的月面环形山交替闪现——

2010年是华夏航天发展的关键转折点,按照十几年前华夏航天所制定的战略规划,在天宫一号和嫦娥二号任务顺利完成之后,整个第一阶段就已经接近完成。

而此时,华夏航天人正站在十字路口,需要决定下一阶段的研发方向。

尤其在轨道外探索方面。

是继续全力深耕月球,还是分出一部分资源,向更远的火星进发?

尽管这种级别的决策显然不可能在航天局层面上直接做出,但大量专家如果形成统一意见,仍然能极大程度上影响决策层的判断。

因此,无论出于个人得失还是国家航天计划的发展前景,双方都不愿意轻易妥协退让。

华夏科学院国家空间科学中心主任吴记推了推眼镜,站起身走向投影屏幕。

实际上,他不仅是萤火一号,同时也是嫦娥一号和嫦娥二号工程的项目负责人,并不像其他大多数与会者那样先天带有立场倾向。

但经过深思熟虑之后,他还是选择为火星探测争取更多资源。

“各位同事,根据萤火一号最新传回的数据,我们已经成功绘制了火星高层大气和电离层的三维结构图。”吴记的声音沉稳而有力,说话的同时点击遥控器,屏幕上随之出现了一组复杂的数据曲线和彩色图像。

按照最开始的计划,萤火一号/福布斯-土壤探测项目会是一个涉及面较广,但相对浅尝辄止的试探性合作,只是在常浩南的促成之下,后者将探测目标从火卫一转向火星,也因此而降低了不少难度,发射时间也从原定的2011年提前到2009年。

迄今为止,萤火一号和福布斯号都已经成功运行了218个火星日,甚至超出了设计寿命。

“特别值得注意的是,“吴记继续道,调出一组新的光谱图,“在火星晨昏线附近,我们观测到了显著的等离子体密度梯度变化。这与地球电离层有本质区别,表明火星大气与太阳风的相互作用机制更为复杂。”

他放大了其中一组数据:“我们首次确认了火星电离层中存在金属离子层,主要成分为铁、镁和钠。这些金属离子来源于微陨石烧蚀产物,它们在火星磁场缺失的情况下形成了独特的垂直分布结构。”

吴记停顿了一下,环视会场:“更重要的是,福布斯号探测器已经完成了对乌托邦平原南部区域的详细勘测。”

屏幕上切换为一张地形图,上面标注着各种彩色标记:

“通过中子反照率测量和地下雷达扫描,我们认为该区域可能存在丰富的水冰沉积,深度在表层以下1到3米处,纯度高达60%-70%……以上研究成果将在与俄方科学家协调后共同发表……”

尽管“火星表面存在水”这件事已经从最初认为的不可能逐渐成为学界共识,但如此直观的证据,还是让会场响起一阵低声讨论。

吴记要的正是这种效果。

等待片刻之后,他提高了声音:“基于这些发现,我建议将第二阶段深空探测的部分资源转向火星,我们已经有能力支持更大规模的火星表面探测,甚至建设并维持一个长期运行在火星轨道上的研究设施……”

但不出所料地,如此激进的计划很快引来反对。

“我不同意这个观点。”载人航天工程应用系统副总指挥顾印东院士直截了当地表态。

这位七十多岁的老院士头发花白,但眼神锐利如鹰,作为华夏探月工程的元老级人物,他对月球探测有着难以动摇的执着。

“火星探测固然重要,但我们必须考虑实际可行性。”

顾印东站起身,走向另一侧的屏幕控制器:“嫦娥三号的成功已经证明,我们在月球探测领域的技术已经成熟。”他调出月球车传回的最新数据,“根据X射线衍射和激光诱导击穿光谱分析,我们在雨海地区发现了钛铁矿(FeTiO3)含量异常高的玄武岩样本,钛含量达到8%-12%,远超地球同类岩石。”

月球上的钛铁矿是未来原位资源利用的关键目标。通过氢还原法可以从中提取氧气和金属钛,前者可供呼吸和火箭推进剂使用,后者则是建造月面设施的优质材料。

随后,他又放大了一张永久阴影区的热红外图像:“更重要的是,绕月探测器在月球南极沙克尔顿环形山内壁发现了水冰存在的直接证据,通过LEND中子探测器测量,我们估算该区域水冰储量可能超过100万吨……这些内容,吴主任你应该也是非常清楚的。”

顾印东转向在场的其他人,语气变得更为坚定:

“这些资源对于建设月球科研站至关重要。相比之下,火星资源还停留在理论推测阶段。”他再次停顿了一下,“因此,我们应当继续集中全部力量,在探月计划绕、落、回三步完成之后,尽早、尽快建设无人值守但长期存在的月球科研站,并在此基础上发展有人科研基地。”

显然,他的野心相比吴记来说并不小。

虽说月球相比火星离得更近,但在上面直接盖基地仍然堪称大胆。

或许是自己也意识到了这点,顾印东又补充道:

“在今年年初,上级已经在内部通气会上表示过,接下来的十年,是我国在航天领域抢占话语权和领导权的关键阶段,探月计划在能够满足这一要求的前提下风险更低、投入更少、周期也更短。相比之下,火星探测的不确定性较高,分散精力和资源有可能导致错失时机,因此应设置在更下一步开始考虑。”

这一段内容把技术可行性和政治需要严密结合起来,杀伤力果然了得。

作为空间探测部门的主管一把手,谁先谁后对于吴记个人而言影响不大。

但他显然不愿意这么容易就放弃自己的主张。

“顾院士,火星的资源潜力同样不可忽视,福布斯号已经采集了火星土壤样本,土壤号返回器预计三个月后抵达地球。”他调出采样机械臂的工作录像,“根据激光诱导击穿光谱的实时分析,这些样本可能包含含水硫酸盐和层状硅酸盐,这些都是水岩相互作用的重要证据。”

“可能?”顾印东摇头,“吴主任,科学讲究的是确定性。月球我们已经有了实地数据,而火星还停留在'可能'阶段。”

会议室里的气氛变得凝重。航天局负责人孙燕来局长坐在主位上,没有立即表态。

作为华夏航天的掌舵人,他需要权衡各方面的因素——不仅是科学价值,还有政治影响、经费分配和技术风险。

这时,工程院梅元洪院士突然举手示意发言。

这位极地建筑专家很少在航天会议上主动发言,但他带领的团队已经秘密开展了三年的外星建筑研究。

“各位,关于在地外行星建设科考站或基地的可能性,我们已经有了一些方案。”

梅元洪的声音温和但坚定,说话的同时打开自己的笔记本电脑,接入投影设备之后投出了一组建筑结构图:

“这是我和团队设计的'三叶草'月球科研站概念。核心思想是利用原位资源建造,最大限度减少地球运输负担。”

屏幕上显示出三个相互连接的舱体结构,围绕一个中央核心舱。“我们借鉴了南极科考站的经验,但采用了更先进的材料和技术。”他放大其中一个细节图,“外壳采用月壤3D打印技术,使用微波烧结法将月壤颗粒熔结成坚固的陶瓷层,厚度30厘米时可提供相当于1.5-2米混凝土的辐射防护。”

“建筑内表面则采用凯夫拉纤维增强的聚酰亚胺气凝胶作为充气结构,“梅元洪继续解释,“这种复合材料在-180℃至150℃范围内保持稳定,可承受0.5个大气压的压差,结合外部主结构,完全可以承受月球表面的环境。”

会场响起一阵惊叹声。

梅元洪又展示了一段结构测试视频,画面中一个通体铅灰色的建筑模型被安置在一个被密封起来的测试平台上。

旁边压力计的读数表明,平台外部已经被抽成了接近真空状态。

“我们的1:10模型已经通过了真空、温度循环和微陨石模拟测试。如果投入足够资源,十年内我们就有望在月球上建立半永久性科研站,至于人员驻留……这取决于载人登月的时间节点。”

不难听出,他其实是站在“月球派”一边,毕竟只有顾印东提到了外星基地的部分。

然而,后者听罢却是脸色一变。

梅元洪支持他不假,但会前二人并未进行过通气,导致刚才那番话里其实有不少能被对方利用的部分。

(本章完)

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