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死在火星上-第62部分

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  唐跃忽然之间就明白了,这又是一个真特么疯狂的计划,比上次开着空间站去抓登陆器还要疯狂——无法成功着陆,究其根本是推力不足,推力不足那么就增加动力,一台发动机无法满足他们的需求,那么就把九台发动机全部用上好了!
  真不知道这思路是继承于当年的Faln Heavy,还是N1。
  如果是前者,那唐跃还尚且放心。
  如果是后者……
  “你说过猎户座飞船进入大气层会坠毁!”唐跃扯住老猫。
  “没错。”老猫表情冷峻,“我们要的就是它坠毁!”
  机器人就是机器人,疯起来根本就不是人。
  后来老猫说:
  人类在航天工程中所面临的百分之九十九的问题,都是由于动力不足所引起的,只要动力充足,这些都不是事。
  最后的百分之一照例体制背锅。
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  “我们都知道,如果在地球上的高空抛下一个物体,那么它会以接近自由落体的状态运动,但它不会是真正的自由落体。”
  “因为空气阻力?”麦冬说。
  “是的,这个物体会不断加速,但它不会永远加速下去。”老猫说,“它下落到某个时刻,重力与空气阻力会平衡,接下来就是匀速下落。”
  麦冬和唐跃都点点头,这个很好理解,高中物理课上的内容。
  “这个受空气密度的影响,在物理上有一个词名叫‘弹道系数’,火星大气中的弹道系数非常低,也就是说大气很难给你足够的阻力,让你达到平衡状态。”老猫接着说,“如果我们把无动力的鹰号飞船扔下来,它的减速会非常缓慢,当高度降至四万米时它的速度仍然超过十五倍音速,表面温度会升高至两千摄氏度——这是为什么我们需要隔热瓦。”
  “在上世纪以及本世纪初,很多火星探测器都是因为这个而折戟了,速度太快,降不下来。”
  老猫耸耸肩。
  降落过程中坠毁的火星探测器,最典型的例子莫过于欧空局的猎兔犬2号,那台可怜的着陆器至今仍然暴尸荒野。
  “登陆器正常的降落过程是这样的:在一百二十五公里的高度上开始进入大气,这个时候它的速度是每秒钟五公里左右。”老猫再次用笔给两人演示,它高高地举起手中的笔,接着一头扎下来,“八十五秒后打开减速气垫,进行第一次减速,在这八十五秒钟内它的高度会下降九十公里,并熬过最严重的热障。”
  “减速气垫会把鹰号飞船的速度降低至两倍音速以下,这是可以接受的开伞马赫数,在一万米的高度上,登陆器会打开一张直径三十米的环帆伞。”老猫用爪子在笔的末端张开,示意降落伞,“降落伞能把鹰号飞船的速度降低至音速以下,直到登陆器的高度降低至一千米以内,它再抛弃降落伞,打开火箭发动机调整姿态,进行反推减速,最后垂直降落。”
  老猫最后慢慢地把笔垂直杵在桌子上。
  这些麦冬和唐跃也都知道,早在任务之前的培训时,地面上的人就详细地讲解过飞船的工作原理。
  老猫今天又重复了一遍。
  “为什么这个过程如此复杂?”老猫问,“为什么要这么复杂?”
  还不等麦冬和唐跃说话,老猫就自己回答了。
  “因为动力不够,我们没有足够的动力,没法从头到尾使用火箭发动机进行反推,化学火箭的效率太低了。”老猫说,“发动机的推力一大半都在推动自己,上千吨的质量都是燃料,剩余的一丁点零头才能给载荷。”
  “在正常的降落过程中,全程使用火箭反推是不切实际的,那样鹰号飞船得在货仓和指令舱内也灌满推进剂,登陆器会变成一个飞行的油箱。”老猫接着说,“但那是正常情况,我们要来一次非正常的着陆……不在乎效率,不在乎费用,不在乎几百吨的燃料,我们只要那个零头!”
  老猫抬起爪子,指着屏幕上的麦冬,一字一顿地说:
  “六十公斤的零头!”
  ………………………………
  第二百七十五日(5)拯救麦冬大作战
  在那么一瞬间,唐跃仿佛又回到了一百年前,尤里·加加林与艾伦·谢泼德的时代,工程师们竭尽全力,建造起数百吨的发射台,使用近三十吨重的R…7与红石火箭,只为了把那七十千克的有效载荷送上太空。
  这在数学与物理上是极大的不对称,那么庞大的资源,最终都汇总在一个小小的个人身上。
  漫长的时光过去,人们有能力建造空间站,有能力登上月球,有能力前往火星,他们都忘了曾经的谨小慎微与步步为营,最早的液氧酒精发动机近地轨道运载能力不到三吨,最早的载人飞船只有两米长。
  但这是人类航天的起步。
  当老猫毅然地说出“我们只要这个零头”的时候,时代在瞬间回溯,回到了上升一号科罗廖夫说出“不穿宇航服”的那一刻,回到了肯尼迪航天中心里冯·布劳恩说出“倒计时开始”的那一刻,工程师们耗费成吨成吨的草稿纸,一克一克地计算重量,只为了那个小小的零头。
  人类航天的辉煌,就是从这个小小的零头中一步一步争取而来的。
  “要进入大气层的,不仅仅是鹰号飞船,还有猎户座,对不对?”唐跃问。
  “是的。”老猫点头,“猎户座才是那艘救生艇,是阿波罗13号的水瓶座。”
  猎户座二号地火转移飞船。
  有史以来人类建造过的最庞大的太空船之一,之所以要加上这个‘之一’是因为猎户座一号跟它一样庞大。与其说它们是飞船,不如说它们是有动力的空间站,为了给六人的乘员组提供足够的生存空间,并储存足够的补给与生活资源,猎户座飞船的构型与常规飞船完全不同。
  它的主体是一条三段拼接的桁架,长达八十八米。
  桁架最前端是宽幅六十米的太阳能电池板,一共八块,这是电力与能源模块。
  中部是指令舱与生活舱,一共有八个舱室,依次对接,围绕安装在主桁架上,这是中心模块。
  桁架末端是庞大的推进剂贮箱与九台猛禽10D液氧甲烷高压补燃发动机,推进剂贮箱可多次加注,发动机可重复使用,这是动力模块。
  在设计上猎户座飞船是个相当脆弱的结构,它只是一根细细的棍子上串起来的三颗糖葫芦,无法进入地球或者火星的重力圈。一旦受到重力作用,主桁架毫无疑问承受不了乘员舱与发动机的重量,会立即扭曲折断。
  进入大气的那一天,就是它报废退役的时候。
  猎户座飞船生于太空,归于地球。
  “你要让猎户座带着鹰号飞船进入大气?”唐跃问,“这……这可能吗?”
  作为一个对航天工程稍有些了解的人,唐跃觉得这个思路实在是太疯狂,太多问题无法解决。
  直观地想,猎户座飞船必然会在高速下落中解体,燃烧爆炸。
  “有时候……”老猫摆了摆爪子,“技术才是最疯狂的。”
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  “猎户座二号飞船长度八十八米,这是它主桁架的长度。”老猫捏着它那只笔,开始给两人讲解计划,“如果我们……”
  “把它扔下来。”麦冬和唐跃都知道这只猫后面要说什么了。
  “……对,如果我们把它扔下来,扔进大气层里,百分之百它会解体坠毁。”老猫捏着笔,横在桌子上方,“它不能这么下来,但如果我们把它换个方向……”
  老猫把爪中的笔竖起来。
  “让它这么下来,那么就有可能保证结构的完整,这是桁架的材料和结构所决定的,它在垂直方向上的承力能力是横向的五至六倍,在降落过程中它是在减速,桁架上所受到的力是挤压而非拉伸……只要我们让它在降落过程中一直保持垂直,那么它就可以坚挺地一插到底!”
  “可是我们怎么让它保持垂直?”唐跃问,他没法想象要怎么才能让一条八十米长的细棍子在高空中维持竖立。
  “科罗廖夫十字!”老猫回答,“或者说,模仿科罗廖夫十字!”
  科罗廖夫十字?唐跃皱眉,他隐约记得这个词是在形容联盟火箭释放助推器。
  “我们有九台猛禽10D发动机,九只摆动喷管,每一台发动机都有足够的推力。”老猫解释,“在高空中竖起这根棍子其实没有你想象的那么困难,猎户座飞船的总重量为四百零九吨,其中三百二十九吨的重量都是推进剂和发动机,也就是说它的重心是在底端的——因为降落时发动机朝下。”
  “只要四台发动机朝四个方向维持推力,那么这根棍子就会稳稳地立在空中。”老猫把手中的笔竖在爪尖上,“下头重,上头轻,重心低,这样才能保持稳定,如果倒过来就不行了,当然在此过程中不能受到任何横向的推力,这也得亏了火星上没什么大气,地球上没法这么干,有大侧风就铁定完蛋。”
  “热……热障呢?”麦冬问。
  “不需要考虑热障了傻姑娘。”唐跃捏着下巴,沉吟了几秒,“这只猫要全程反推降落,控制下落速度,不过猎户座上的推进剂够用吗?”
  “Bingo!这个是重点。”老猫打了个响指,“推进剂是整个计划的关键,我们一共有九台猛禽10D发动机,猎户座的推进剂贮箱内还有三百吨的燃料,如果推进剂不够一切都是白扯,那我们可以来算一笔账。”
  麦冬和唐跃点头。
  希望就在老猫这一笔账上了。
  “一台猛禽10D发动机的真空推力是900千牛,也就是九十吨,九台发动机的总推力超过八百吨。”老猫说,“平均一台猛禽发动机消耗燃料的速度是每秒钟60加仑,换算成公制单位是227升,227升液态甲烷与液氧的混合总质量是202千克。”
  老猫指了指头顶上空,“也就是说,那艘飞船的发动机,一台猛禽10火箭,一秒钟就会烧掉202千克的推进剂,而我们一共有三百吨的推进剂可供消耗,九台发动机一起开动,这么多推进剂足够使用多长时间呢?”
  “一百六十五秒。”麦冬立刻给出了答案,“不到三分钟。”
  唐跃心里一惊。
  一百六十五秒的时间绝对不够。
  要从一百二十五公里的轨道上安全降落下来,一百六十五秒的时间是绝对不够的。
  “这个时间显然不够。”老猫说,“飞船会在几万米的高空中耗尽燃料,然后摔下来坠毁。”
  “这怎么办?”唐跃问,“你说过有希望的。”
  “我们要感谢猛禽10D发动机的设计者们,一台发动机的推力是九十吨,支撑四百吨的飞船降落,我们需要把九台发动机全部开启吗?”老猫一笑。
  唐跃立即明白了。
  飞船总重量是四百零九吨。
  一台发动机的推力九十吨,那么只要开五台发动机,就能够产生四百五十吨的总推力。
  “我们可以使用节流技术,控制发动机的推力,只开启五台发动机,那么你们再算算。”老猫说,“推进剂足够支撑多长时间?”
  “二百九十七秒。”麦冬的声音在发颤,“至少二百九十七秒。”
  “是的,至少二百九十七秒,真实情况应该远大于这个数字,因为火星的重力只有地球的五分之二,所以猎户座飞船四百多吨的重量在这里只有一百六十吨。”老猫点点头,“所以发动机耗费的推进剂比我们计算的还要少,实际上猎户座的燃料足够使用十二分钟。”
  “十二分钟的时间,我们能把飞船的平均降落速度控制在每秒钟一百七十三米,还不到一个马赫。”
  唐跃呆住了。
  麦冬的眼眶开始发红。
  “你可以下来了。”老猫扭过头来,朝着屏幕上的麦冬抖了抖耳朵,嘿嘿一笑,“麦冬小姐。”
  ………………………………
  第二百七十六日(1)折纸渡江
  “呐喊!”唐跃指了指屏幕,转过身来喊老猫。*随*梦*小*说
  “呐喊?鲁迅文集不是已经整理过了吗?”老猫埋头敲击键盘,“《呐喊》和《朝花夕拾》都已经发出去了吧?周树人先生振聋发聩的声音已经被这个宇宙永久铭记了。”
  “我说的是那幅画,蒙克的油画《呐喊》!”唐跃用双手夹住自己的脸颊,瞪圆了眼睛模仿画中人物的形象,“这是真迹吗?”
  “你是不是傻。”老猫埋头敲键盘,“真迹在加拿大海尔顿博物馆里呢,跟着地球灰飞烟灭了,你那只是张扫描的照片。”
  “我问是不是真迹的照片。”
  “你自己辨认一下。”老猫说,“你从各个角度和方向去看那幅画,如果画面上的人物一直都在盯着你,就说明它是真迹。”
  唐跃直起身子,拧着脖子从各个方向去看屏幕,片刻之后吃了一惊。
  “哎哎哎真的耶,画上这个人真的在盯着我……我靠还怪渗人的。”
  老猫叹了一口气。
  从各个方面上来说,唐跃的智商都算不上这个世界上最顶尖的那一批人,或许大脑简单也是他能成功存活至今的重要原因。
  “你看任何一张眼珠子在眼眶中央的人物肖像,你都会觉得它在盯着你,这是你的心理作用,和真品赝品无关。”老猫拿起手边的稿纸,上边已经记满了密密麻麻的公式和数字,它对照着显示器上的数据,“嗯……弹道系数没有超过100kg/2,这东西零攻角时阻尼系数为186……”
  “真的?”
  “你可以自己试试。”老猫说。
  唐跃在白纸上画了一张猫脸,又画了一对硕大的眼珠子,然后张着白纸伸直手臂放远了,左右横移。
  “诶还真有点这种感觉……”
  老猫懒得再搭理唐跃,它继续工作,处理繁杂庞大的数据。
  这些工作涉及到高难度的轨道动力学与流体力学,需要极大的计算量,唐跃和麦冬自然是帮不上忙的,老猫就带着昆仑站的计算机埋头苦干了,老猫负责下达命令,工作站再一次功率全开,全天无休,唐跃和麦冬继续负责记录人类文明发展历史。
  艺术史也是一个很庞杂的门类,在入手之前唐跃还以为只是写写达芬奇画鸡蛋的故事。
  但等到资料一展开,唐跃就被这卷帙浩繁的体量给震惊了,单单算流派都有几十上百个,什么浪漫主义,现实主义,印象画派,新印象画派,还有一大堆闻所未闻的人名。
  唐跃搜肠刮肚想从自己脑子里找几个画家的名字,达芬奇毕加索梵高再搭上齐白石,满打满算也凑不足五个手指头。
  他不得不承认自己没啥艺术细胞。
  “我得对照一下它们的开伞马赫数,这个是11,这个是177,这个是……157,开伞点动压基本上都处于50至750的区间内。”老猫旋转着爪中的笔,低声喃喃,“那么它们的垂直降落速度是24,125,以及80……”
  “质量质量质量质量质量!”
  “动量动量动量动量动量!”
  “速度!”
  “还有密度!”
  老猫焦躁地低喝,双眼瞪得老大。
  数据和公式在它的脑中运转。
  尽管它跟唐跃和麦冬说还有希望,后者可以利用猎户座二号飞船进行着陆,他们以舍弃整艘飞船为代价,把麦冬从轨道上接下来,但这终究是个疯狂而大胆的计划,风险极高,稍有不慎即是失败。
  在人类航天史上,也从未有过这样的行动,普通人想想都会觉得夸张——一艘质量超过四百吨的飞船仅凭反推再入大气进行着陆,这种场景从来只出现在科幻片中。
  也难怪唐跃的第一反应是不可能。
  但老猫的计算支撑住了这个不可思议的想法,它说技术有时候比任何人都更疯狂。
  这是数学和物理的硬度,就算再多的人认为不可能,就算看上去再不可思议,只要它们允许,那么就有成功的可能。宇宙焊死的铁则栏杆,有时候会把你逼入绝境,有时候也是你赖以生存的保险绳。
  不过猎户座飞船毕竟不是为了进入大气而设计的,虽然老猫的初步计算可以站得住脚,但这也仅仅是理论上的可行,理论可行距离实际操作还有很多步要走,还有大量的计算和调整需要完成,还有大量的问题需要解决。
  老猫说这是纸船渡江。
  唐跃问什么意思?
  老猫用废稿纸折了一条小船,放在桌子上。
  你想要渡过一条宽阔而湍急的大江,但身边只有一艘小小的纸船可用,数学计算告诉你这艘船可以在漏水沉没之前把你送到对岸。
  但你敢上去么?
  如果不是走投无路,老猫绝不会冒着这么大的风险走出这一步,猎户座二号就是那艘随时都有可能沉没的纸船,理论上它可以安全地把麦冬送到对岸,但只要有一丁点风浪,它就会面临沉没的危险。
  “一,二,三,四……这四个位置的气动热峰值会超过56/2,见鬼,贮箱前端的外覆材料是什么来着?slv…561?不对,不是slv…561。”老猫摇摇头,“ok,这个进程结束了,流场计算完毕。”
  “哎我说,老猫,我有个问题。”唐跃把手中的白纸放下来。
  “
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