「我們的征途是星辰大海」,這是某部小說的經典台詞。也說明了人類的一個最大的夢想。
人類自有文明以來,就對神秘的星空充滿了好奇和想往。對人類來說,翱翔於星辰大海是與生俱來的夢想,自古以來就是一個富有魅力的熱門話題,讓無數人為之心動。
不過要實現這個夢想卻是十分艱難的事情,星辰大海就在頭上擺著,可人類想要征服它的話,那麼首先就要面對的第一個問題,那就是如何「下海」?也就是怎麼衝出地球,到達太空?連海水都沾不到,那還征服個毛線啊!
物理定律一早給出了幾項「下海」的關鍵要素。當物體達到每秒7.9公里的第一宇宙速度,就可最終擺脫地心引力的束縛進入太空,這是航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。物體達到每秒11.2公里的第二宇宙速度時,就能脫離地球的引力場前往太陽系內的其他行星。當物體超過每秒16.7公里的第三宇宙速度,就可離開太陽系前往浩瀚的銀河系中漫遊。總之,航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的唯一要素,只要能達到宇宙速度,就能「下海」。
那麼「下海」關鍵就在於如何讓航天器獲得這個速度,很多人首先想到的應該就是火箭。這也沒錯,火箭確實能達到這個速度,那麼多的衛星啊飛船啊,也都是火箭打上去的。而且它也是科技樹最低,人類最容易獲得的手段。
不過呢,用火箭發射航天器實在太貴了,這成本真心高的坑爹。比如在原時空的21世紀初,2007年-2008年期間,如果用火箭把物品發射到地球靜止軌道的話,國際報價大約是每公斤平均2.1萬美元左右(約800克黃金)。
即使本位面的中國因為種種原因,發射的成本肯定更低,但算下來也不便宜了。目前中國最大的最新型的運載火箭「升龍-1型」,已經可以把3噸載荷送上地球靜止軌道,但它的成本價也高達180萬華元。也就是說,不考慮人工、場地、設備折舊等等什麼的,光是算火箭的錢,平均下來就是每公斤載荷600華元,按照此時的幣值是300克黃金。
這價格真心的太貴了!但是化學火箭就這樣,一次性的東西用起來成本肯定不會便宜到哪兒去。
那麼有沒有更便宜的辦法呢?那就想辦法用可重複使用的,比如什麼「太空電梯」、「反重力飛船」等等。據說一旦太空電梯建成,進入空間的價格可以降低到使用化學火箭的四十分之一。不過這些東西的科技樹實在太高了,文德嗣根本搞不出來,至少幾十年內看不到希望。
那麼現階段唯一比較可行的辦法就只剩下一個——質量投射器。質量投射器,也叫質量加速器,基本原理是利用反覆改變的電磁場來讓磁化了的物體加速並投射出去。原理和磁浮列車以及電磁炮相類似,說穿了就是一個超大號的電磁炮,或者是把自己射到太空里去的磁浮列車。
把航天器當成炮彈打出去這個想法其實很早就有,科幻小說家凡爾納腦洞大開,就在《從地球到月球》裡面大膽的提出了一種名為「哥倫比亞大炮」的發射裝置,試圖用火藥爆炸的推動方式把載人飛行器當成炮彈一樣送到月球。當然,這種辦法太誇張了,就算大炮足夠給力,人體和設備也承受不了那種加速度。質量投射器也是一樣,它也需要足夠長的導軌,才能把航天器的加速度提升維持到了一個能夠承受的程度。
……
本位面中國的質量投射器項目代號叫「通天橋計畫」,意思就是溝通天地之橋。因為有著許多後世的現成資料,其實這個質量投射器的計畫是從1909年就開始了,與化學火箭為主打的「奔月計畫」是差不多同時開始的。前者是由3309所(航天電磁研究所)牽頭,後者是由3301所(火箭研究所)牽頭。
通天橋也是一個超級工程,沒有個幾十年是搞不好的。所以一開始,3309所只是造了建了一個千分之一比例的小型質量投射器,昵稱「小天橋」,作為各種技術驗證和試驗用。雖然是小型,但也只是對比它的成品而言,其軌道也長達1000米,其實也就是一台超大號電磁炮。
這座試驗性質的「小天橋」位於甘肅酒泉以北的戈壁荒漠內,和火箭研究所的試驗基地相距不遠。它是在1914年8月建成的,當月就開始進行運作試驗,專門配有一座發電廠為它提供電力。如果不算可以運作的衛星的話,先把物體打到軌道上去的應該航天電磁研究所而不是火箭研究所。在1914到1915年間,3309所就已經用他們那個千分之一比例的質量投射器打了多個物體到太空去了。
不過也只是普通的酬載而已,沒有打探測儀器上去。原因很簡單,「小天橋」的千分之一比例除了代表載荷重量只是千分之一外,加速度也是一千倍,大約是3000倍重力加速度(3000G),約持續0.3秒左右。目前還沒有什麼儀器能夠承受這樣大的加速度之後還能正常運作,於是也就只能發射些實心金屬塊之類的物品,用來測測彈道、燒蝕狀況與相關追蹤體系的完善程度,並研究改善高速飛行體的外型而已。
不過也就因為這樣,打上軌道的物體很快就落回大氣燒得乾乾淨淨,不會發出什麼信號,因此也就不會被其他國家察覺。哪怕被各地的天文台看到了,也不過以為是流星而已。
「小天橋」的大部分軌道是建在地下30米深,出口部分以小角度伸出地面40米高。最特別的是這條軌道是封閉式的,並且布置了冷卻系統。在運作時裡面會抽成真空,實際上只是空氣極稀薄並不是絕對真空,這是為了防止載荷與空氣摩擦產生高溫損壞電磁軌道。
不過「小天橋」建成之後,3309所的進展就大大落後於3301所了。當3301所已經才策劃載人航天的時候,3309所在航天領域的工作幾乎還在原地踏步。這也是沒辦法的事情。因為這裡面有幾個比較麻煩的問題。
第一個問題是正式版的通天橋太大了,哪怕是不考慮載人,只發射貨物上去,這軌道也要好一百多公里長。否則的話,除非是運實心金屬塊,換做儀器類的東西肯定會被巨大的加速度G力直接壓壞的,比如要送衛星之類的精密上天的話,就必須慢慢加速,把加速度控制在30G以內,這就需要130公里長的軌道。如果載人的話,這長度就得增加十倍。
文德嗣的「通天橋」最終完成版肯定就是要可以用來載人的,而且他還打算讓沒有經過專業訓練的普通人也能用。所以這需要延長加速軌道,降低加速發射時的重力加速度,使之能夠達到一般人也能承受的地步。當然,加速度越低,則軌道就越長,建造成本自然越高。按照計畫,將客運型航天器勻加速度設定在2.75倍重力加速度(2.75G),此時需要的軌道長度即為是1486公里左右。加上前端的車站與檢修區,以及出口端的保護段,總長度即為1500公里。
這可是個不得了的大工程。當然,這只是「通天橋」的最終形態,它並不需要一步到位,修一段就可以用一段,就像鐵路一樣。長度不夠的時候用來運貨,夠了再來運人就好了。
第二個問題就是在哪裡修這個「通天橋」?這個東西可不是一點點大,那裡都擺得下,也不是什麼地方都能建的。在原時空的歷史上,這種載人版的質量投射器就是好幾個國家聯合修建的。沒辦法,一個國家的地盤不夠用,就算是大國,國土跨度足夠,但並不是什麼地方都合適。
除了這兩個大問題之外,還有就是諸如能源、超導材料、超級電容等若干小問題,這些東西對於當時的人來說都是天大的難題,但是對於文德嗣來說,也只能算是小問題,這些東西的配方和生產工藝都是現成的資料,只要生產工藝升級到了,就馬上可以實現。
所以,一直等到俄國革命,收復了安西地區之後,文德嗣才啟動了正式版的「通天橋工程」。這條計畫中的通天橋起點位於哈薩克中部,總長度1500公里,出口在新疆與蒙古的交界,阿爾泰山脈中的一座山峰上,出口海拔高度為3120米。另外,出於安全性和保密性,以及不影響地面的規劃,這個通天橋主體是在地下100到140米處,其涵洞直徑15米,也就相當於建立一條超長的地鐵。
這個工程從1919年4月正式開工,採用了多段施工法,中間一共設置了38個施工節點。到了1931年,坑道作業已經完成了大半。從1930年開始,從阿爾泰出口段200公里的電磁軌道系統敷設工程動工,到今年4月,這一段電磁軌道系統已經徹底完成,可以投入使用了。
……
共和2774年(西元1933年)9月19日,新疆,天路一號基地。
天路一號基地是在準噶爾盆地以北,地下85米的深度。它的對外出口有一條通往迪化(烏魯木齊)的鐵路,途徑克拉瑪依、石河子等地,這條鐵路也是物資人員來往的主要途徑。這裡也是「通天橋」的第一個啟用的「車站」。