周一立刻说:“但非常关键。”
丁蕊点头。
“航天器在太空中是没有上下左右之分的。它要保持姿态,要调整方向,要让相机对准地面,要让天线对准目标,要让太阳翼对准太阳。所有这些,都离不开姿态控制。”
“姿态控制的核心部件之一,就是惯性动量轮和控制力矩陀螺。”丁蕊继续说道,“传统设备里,高速转子依靠机械轴承支撑。机械轴承会带来摩擦、磨损、润滑失效和寿命限制。”
主持人说:“太空里坏了也不好修。”
“对。”丁蕊说,“所以我们希望转子不要接触轴承。”
“磁悬浮轴承利用主动磁场,让转子稳定悬浮。没有机械接触,就显著降低摩擦损耗和磨损问题。”
“主动磁轴承技术可以实现高速转子的稳定悬浮,控制精度达到纳米级。”
主持人一听“纳米级”,又露出熟悉的茫然。
“纳米级……”
方依娜很贴心地解释:“一根头发丝大概有几万纳米粗。纳米级的精度,比头发丝细几万倍。”
主持人缓缓点头。“……行,我大概有个不太可靠的概念了。”
丁蕊说:“这种磁悬浮轴承设计克服了传统机械轴承的摩擦损耗和寿命限制,使卫星姿态控制精度提升百分之五十以上。”
主持人决定跳过这一段,“控制力矩陀螺呢?”
丁蕊说:“控制力矩陀螺主要用于更大力矩、更快速的姿态机动。比如空间站某些操作,机械臂运动,深空探测器快速转向,都需要高效、稳定的姿态控制能力。磁悬浮控制力矩陀螺可以减少大角度快速机动时的能量耗散,提高系统寿命和控制精度。”
主持人感叹:“听起来不浪漫,但它让所有浪漫的任务能对准方向。”
丁蕊竖起大拇指,也不知道是跟谁学的。
接着的下一项,就震撼多了。
“磁等离子体发动机。”
主持人明显提起精神。
“这个名字一听就是大杀器。”
全场不自觉地坐直了。
眼巴巴盯着丁蕊,期待着介绍。
丁蕊没卖关子,直接说了,“磁等离子体发动机是电推进体系里的重要方向。它先通过电弧将工质电离,形成等离子体。然后利用电磁场对等离子体进行约束和加速,使其以极高速度喷出,从而产生推力。”
周一帮忙总结,“就是电离、约束、加速、喷射四个步骤。”
“与化学推进相比,电推进的特点是喷射速度高,推进效率高。”丁蕊说,“这类发动机在深空探测中优势明显,因为它可以在较长时间内持续工作,大幅减少燃料携带量。”
周一继续补充:“这台发动机的核心创新之一,是采用多级磁场约束结构,把推力密度提高到每千瓦一点二毫牛。同时通过磁流体动力学模拟,优化等离子体与磁场之间的耦合效率。”
这块他擅长。
主持人听到一半就又蒙圈了,只好简单的问:“这东西……用在哪?”
丁蕊说:“火星采样返回、深空长期巡航、太阳系边缘探测,都适合。它不是那种一瞬间爆发巨大推力的发动机,而是长期、高效、持续地把航天器往远方推。”
方依娜总结:“慢慢推,但一直推。属于长跑型选手。”
主持人深吸一口气,刚要说话。
丁蕊却没停。
“还有一项,关于能源管理的。”
主持人:“……还有?”
丁蕊说:“对。磁技术在航天器能源管理和生命支持系统里也有应用。”
“比如光—热—磁三场耦合催化体系。通过外加磁场抑制光生载流子复合,再利用交变磁场的磁热效应提升反应温度,可以提高太阳能驱动二氧化碳还原效率。”
主持人已经提前举手。
“这句话能不能拆开讲?”
丁蕊笑了笑。
“简单说,太阳能照到催化材料上,会产生电子和空穴。如果它们很快复合,能量就浪费了。外加磁场可以影响这个过程,让更多能量参与化学反应。”
方依娜接着补充:“交变磁场还能带来磁热效应,相当于在合适的位置给反应加热。”
丁蕊点头:“光、热、磁三个场耦合起来,可以把二氧化碳还原效率提高百分之三十。”
主持人一脸懵逼的问:“这个在航天上有什么用?”
丁蕊说:“火星大气中二氧化碳含量很高。如果我们能把二氧化碳转化成氧气和燃料,就能支持火星探测器甚至未来火星基地的生命保障与能源循环。”
“也就是说,在火星上现场造氧气,现场造燃料?”主持人的声音都有点变了。
“对。”丁蕊点头,“呼吸用的氧气,和返程用的燃料。就地取材。”
“此外,磁控相变材料也可以用于航天器热控系统。通过磁场调控材料的相变温度,可以实现对电子设备的精准温度控制,能耗比传统热电制冷降低百分之四十左右。”
丁蕊的爆料结束。
全场彻底沉默了。
过了好几秒,主持人才带着一种被信息量砸懵的茫然缓缓开口,
“我……我捋一捋。”
他抬起手,一根一根掰指头。
“太空电梯,把造好的飞船送上太空。”
“电磁弹射,把飞船弹射出去,这是发射。”
“磁帆,借太阳风,负责长距离无工质推进。”
“磁等离子体发动机,这是带工质的高效推进。”
“磁悬浮动量轮、控制力矩陀螺,这是方向控制。”
“光热磁催化,火星上造氧气和燃料,这是燃料和补给。”
“磁控相变材料,这是热控。”
他掰完最后一根指头,愣愣地数着。
“发射、推进、方向、燃料、热控、能源……”
慢慢转向三人。
“是不是……就差一个外壳了?”
周一不慌不忙地抬起手,指向桌上那个圆柱状的实验柜模型。
“那不正炼着呢么。”
现场静了整整一秒。
然后,齐齐鼓掌。
“闭环了!”
主持人也跟着鼓掌,脸上是一种又震惊又与有荣焉的表情。
“闭环了。”
现场已经彻底失控。
“原来这是攒飞船啊。”
“发射光帆控制推进燃料外壳全齐了,我宣布飞船已就绪。”
“这是访谈节目还是未来航天工程总览?”
“捡着能说的就这样?”
“那不能说的是什么?”
“大师姐威武!!!”