第376章 复杂的星际飞船体系（1/2）

启明星一号的整体框架完工后，工程指挥部召开了为期七天的封闭会议。

参会者不仅有蓝星联盟的高层领导，还有各系统的总工程师，副总工程师，以及一线技术骨干。

超过三千多人挤在一个临时改造的会议厅里，对着全息屏幕上的飞船剖面图，一项一项地敲定接下来的建造顺序。

别觉得这三千多人就很多。

事实上，为了这个人类的世纪大工程，整个人类联盟，动用的人力，多达数千万。

注意，这还是直接参与的人员。

那些中间参与的人，更是多达数亿。

可以说，整个人类社会，整个蓝星世界，都在围绕着此工程转。

所以，这3000多人，绝对没有一个是简单的。

起码都是一个方面的领军人物，领导者。

——

具体的会议内容就不再细说。

会议第三天，一份名为《启明星一号内部系统建造优先级方案》的文件正式出炉。

第一优先级：生命维持系统。

理由最简单：没有生命维持，其他系统建得再好，人也上不去。

第二优先级：能源系统。

没有能源，所有系统都是摆设。

第三优先级：推进系统。

飞船的核心功能，必须优先保障。

第四优先级：导航与通讯系统。

飞船要飞出去，还得飞回来，还得和蓝星保持联系。

第五优先级：防护系统。

宇宙不是善堂，辐射，微陨石，温度剧变，每一样都能要命。

第六优先级：生活系统。

人要在飞船上生活几个月甚至几年，不能只靠营养膏和睡袋。

第七优先级：工作系统。

科研设备，采矿设备，维修设备，飞船不是只用来载人的。

第八优先级：仓储系统。

物资储备，备件储备，应急储备，有备无患。

第九优先级：冗余系统。

所有关键系统的备份，单独列为一个优先级，穿插在其他系统之间完成。

第十优先级：调试与测试。

系统建完了不算完，得能协同工作。

这个优先级方案，挂在指挥部最显眼的位置。

张远说：“谁要是敢跳过前面的系统先搞后面的，自己跳进真空室。”

没有人笑。

因为所有人都知道，这不是玩笑。

生命维持系统的总工程师是周明慧。

这个名字，五年前还默默无闻。

五年后的今天，已经是整个航天界公认的顶尖专家。

但此刻，她面对的是职业生涯中最大的挑战。

闭环生态系统。

这不是旧时代空间站那种“带够水、带够氧、带够食物”的模式。

那种模式，支撑三个月就是极限。

启明星一号要去火星，单程一个月，往返加停留，至少半年，甚至好几年。

半年时间，几千名船员。

需要的氧气，水，食物，是一个天文数字。

如果全部带上去，飞船一半的空间都得装物资。

所以必须闭环。

氧气循环：船员呼出二氧化碳，通过某种方式转化为氧气。

水循环：每一滴汗，每一滴尿，都要回收净化，重新使用。

食物循环：不能只靠储备，得在飞船上种点什么。

周明慧的方案，用了整整三年时间才敲定。

氧气循环系统：

采用改良版的藻类反应器。

不是那种巨大的透明水箱，而是模块化的，可以嵌入舱壁的平板式反应器。

每一块平板只有两厘米厚，一平方米大小，里面培养着经过基因编辑的螺旋藻。

这种螺旋藻的光合效率是普通植物的十倍，对光照强度的要求却只有十分之一。

它们不需要太阳，只需要LED灯。

灯的能量来自核聚变反应堆，完全不成问题。

数十万块平板，分布在飞船各个舱室的墙壁上，总面积超过十万平方米。

别觉得多，其实很合理。

因为面积是算在上下左右，各个大小空间里的，所以有这么多。

预计足够为数万人提供所需的全部氧气。

水循环系统：

采用七级过滤加蒸馏的组合方案。

第一级：物理过滤，去除大颗粒杂质。

第二级：活性炭吸附，去除有机污染物。

第三级：反渗透膜，去除溶解盐类。

第四级：紫外线消毒，杀灭微生物。

第五级：蒸馏，彻底净化。

第六级：矿物质添加，让水变得适合饮用。

第七级：臭氧保鲜，防止储存过程中二次污染。

整个系统全自动运行，回收率达到99.7%。

也就是说，船员喝下去的水，最后只有0.3%会损耗在实验，清洁等无法回收的环节。

食物循环系统：

这是最难的。

飞船上的空间有限，不可能种传统作物。

周明慧的团队花了两年时间，筛选了三千多种植物，最后选定了一种：改良型多年生树形稻谷。

这种树形稻谷，相当于一种果树。

只要长成，就能源源不断的产出稻谷，就像水果一样。

一亩地，一年的产出，理论上能达到8000公斤。

但缺点也不是没有。

那就是前期需要时间成长。

最少三年，才能达到结出果实的地步。

从第四年开始，每年都能产出稻谷，一直不停。

直到50年后，进入衰败期，60年左右枯萎。

而且，味道也一般。

这个植物，是蓝星联盟这几年的农业黑科技成果之一。

如今正好合适。

蓝星联盟有试验田，今年正好有大批的成熟体。

拿出一部分迁到星际飞船上，可行。

经过特殊处理，可以做成数百种食物。

除了这个，还有数十种辅助作物：一种高蛋白的藻类，一种富含维生素的微型蔬菜，一种可以用来调味的香草，等等。

这数十种作物，足够提供船员所需的所有营养。

种植区被设计成多层立体结构，每一层都有独立的LED光源和营养液循环系统。

总种植面积只有五千平方米，但年产量相当于传统农田的五十倍。

周明慧在方案最后写了一段话：

“这套系统，理论上可以无限期运行，只要能源不断，人就不会渴死，饿死，憋死。”

“但它有一个弱点：任何一环出问题，都可能导致连锁反应。”

“所以，必须有三套备份。”

“三套。”

具体怎么搞，这里不再细说。

——

然后，就是能源系统的总工程师叫科瑞达。

五十岁，沉默寡言，一辈子只干一件事：核聚变。

旧时代，他在托卡马克装置上耗了二十年，亲眼看着那东西从实验走向实用。

新纪元，他主持设计了蓝星上第一座商用核聚变电站。

现在，他的任务是：把十二座核聚变反应堆，塞进一艘飞船里，且完美运行，联通整个非常。

这是一个体系，细节多如牛毛，普通人无法想象。

比当初的光刻机都要复杂百倍，千倍。

要知道，核聚变在地上和天上，完全是两码事。

在地上，反应堆可以做得很大，可以配几十吨重的屏蔽层，可以有专门的技术团队二十四小时维护。

在天上，每公斤重量都要精打细算，屏蔽层要尽可能薄，维护要靠机器人，而且一旦点火，就得连续运行几个月不能停。

他的方案，前后修改了三十七版。

采用球形托卡马克设计，比传统的环形托卡马克更紧凑，磁场效率更高。

直径只有三米，却能输出五百兆瓦的热功率。

十二座反应堆，总热功率六千兆瓦。

这个数字，相当于新时代一座都市圈城市的用电量。

能量转换系统：

核聚变产生的是热能，热能要转换成电能，才能驱动飞船。

传统的汽轮机太笨重，他用的是磁流体发电技术。

高温等离子体直接通过强磁场，产生电流。

没有运动部件，效率更高，体积更小。

一套磁流体发电系统，重量只有汽轮机的十分之一，效率却高出好几倍。

能量分配网络：

十二座反应堆，不是各自为政，而是联网运行。

主控计算机根据各系统的实时需求，动态调整每一座反应堆的出力。

需要加速时，十座堆全功率运行。

需要休眠时，只保留一座堆低功率运行，其余堆进入待机状态。

分配网络采用三重冗余设计：三条独立的总线，三条独立的控制系统。

任何一条出问题，另外两条自动接管。

热管理系统：

核聚变产生的废热，必须排出去。

在太空中，散热只能靠辐射。

郭震设计了六组大型散热翼板，总散热面积达到一万平方米。

当飞船不需要加速时，翼板展开，把废热辐射到宇宙空间。

散热翼板的材料是新型碳晶复合材料，厚度只有两毫米，却能承受一千度的高温。

备份方案：

十二座反应堆，本身就是冗余设计。

即使八座同时故障，剩下的四座也能维持基本运行，让飞船安全返回蓝星。

除此之外，还有一套独立的应急能源系统：三百组固态氢燃料电池。

平时不用，关键时刻可以支撑飞船运行三十天。

他在会议上只说了一句话：

“这套系统，够人类飞到冥王星。”

没有人反驳。

因为所有人都知道，他说的是真的。

推进系统的总工程师是郑重。

他花了五年时间，从原型机走到最终版。

最终版的推进器，高一百五十米，重八千吨，是整艘飞船上最大的单体设备。

它的核心，是一个直径五米的核聚变反应腔。

燃料是氦-3，取自月球。

反应产生的高温等离子体，通过强磁场约束，从喷口高速喷出。

推力：三十五万千牛。

这个数字意味着什么？

意味着启明星一号可以以1g的加速度持续加速。

在地球上，1g就是正常重力。

在太空中，1g意味着飞船里的人可以像在地面上一样站立，行走，不会失重。

连续加速一个月，飞船的速度可以达到光速的百分之五。

每秒一万五千公里。

郑重在测试报告里写了一段话：

“三百次点火测试，累计运行时间超过五千小时，所有数据都在设计范围内。”

“它准备好了。”

——

导航系统的总工程师叫赵海平。

三十八岁，是几个总工里最年轻的。

他的任务，是让飞船在几千万公里的航程中，不偏航，不迷路。

导航系统：

采用分段航行算法，不是全程计算，而是一段一段算。

飞船起飞后，先算第一段的航线。

这一段航程大约三天，引力变化可以精确预测。

飞到这一段终点，停下来，用所有算力计算下一段。

如此重复，直到抵达目的地。

这种算法的好处是：算力需求大大降低，精度反而更高。

导航基准采用三重参照：恒星定位，脉冲星定位，蓝星信标。

三者互为备份，任何一个失效，另外两个也能维持导航精度。

通讯系统：

距离越远，通讯越难。

到火星最近的时候，信号单程需要三分钟。

最远的时候，需要二十分钟。

传统无线电不行。

频率太高，衰减太快。

频率太低，带宽不够。

赵海平用的是激光通讯。

不是普通激光，是经过特殊调制的量子激光。

理论上，带宽可以达到每秒十吉比特，足够传输高清视频和大量科学数据。

激光通讯的问题是对准太难。

几千万公里外，要把一束激光打回蓝星，精度要求相当于从一万公里外射中一枚硬币。

赵海平的解决方案是：自适应光学系统。

飞船上的发射器会根据蓝星信标的反馈，实时调整激光的方向。

调整频率达到每秒一万次，确保光束始终对准接收站。

深空导航网络：

光有飞船上的系统不够，蓝星上也要有配套。

赵海平主持建设了深空导航网络，由三十七座大型射电望远镜组成，分布在全球各地。

这些望远镜联网运行，可以精确测量飞船的位置和速度，误差不超过一米。

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