大逆轉1906 第523章 太空產業的起步
通天橋計劃的載人入軌測試成功后,計劃中的后一項,“天宮一號計劃”就全面啟動了。頂點小說,x.
這“天宮一號”,實際上就是一個低軌空間站。與原時空的國際空間站一樣,主要是在地面建造好管型結構體,再發射到太空上去組裝。但兩者有本質上的巨大差別。原時空的國際空間站的建筑材料,必須由航天飛機或者重型火箭發射到軌道上,重量和體積都嚴重受限,建設成本則極為高昂。
國際空間站從第一個組件在1998年發射,到11年后的2009年,總計重量達到303噸,起居艙358立方米,全部艙間430立方米左右,乘員僅六人,花去的金額已經近千億美元。如果考慮通膨,大約相當于1937年的60億美元左右。
然而,“天宮一號”單一個居住艙便重達505噸,容積達到3000立方米,并且一次發射完畢,而且同一天內,懸圃基地總計進行了六次投射,發射了六個艙組,其中有四個起居艙,一個指揮艙,以及一個燃料與發動機艙,總計高達3300噸,并且全部成本不到260萬華元。其主要原因除了成本低之外,更重要的是由于發射加速度低,因此結構與零件不需大幅加固。此外,由于通天橋擁有能夠迅速發射各種艙組補位的能力,因此天車的安全冗余系數可以做得比較略為低些,這也節省了大量成本。
而且這還沒完,第二天,第三天,第四天,后續各種功能的艙間與零件陸續發射。其中當第三天前面的起居艙組裝完畢后,通天橋指揮中心便發射了一輛客車,將總共300名工人送上去協助建造,二百余人同時進行太空漫步的景象非常壯觀。
1937年12月20日,天宮計劃啟動二個月后,天宮一號基地正式完成。這是由總計高達76個的各式艙組構成的重達四萬一千噸的大型太空站,其中起居艙便多達40個,可容納固定居住人員1600人,還可在短時間內迅速發射新的起居艙上來增加空間。而天宮一號的平時常駐人員為400人,計劃總投資僅為二億華元。發射成功率極高,過程安全,成本低,投擲量大,反應速度快,這就是質量投射器的巨大優勢了。
天宮雖是一座以科研為主的空間站,但上面也是駐有軍隊的。中國空軍有一個30人小組常駐其中,這個小組的職務是維修隊,不過他們修的不是天宮,而是以天宮作為基地,搭乘軌道飛船給中國的衛星進行燃料加注與修復升級等作業。我們都知道,衛星是非常昂貴的東西,能定時加加燃料,緩緩零件,不時升級修理一下,就可以大大增加使用壽命,這對緩解預算壓力是非常有幫助的。
通天橋這東西確實很貴,比運載火箭貴多了,整個通天橋工程加上各種配套設施,已經燒了180億以上了。但這個貴主要是在建設成本上,使用成本就便宜多了。
通天橋計劃包含了一個超大型高能電池陣列和兩座充電用核電站,擁有120萬千瓦機組四座,輸出為四百八十萬千瓦。每充電三個半小時可以進行一次720噸滿負荷貨物投射,充電三小時可以進行一次滿載客車投射。
通天路自帶的核電站是最新型的第四代增值堆核電機組,其電費成本加上一成純利潤是每度電1分2錢。因此投射一次滿載貨車的能源成本是20。16萬元,加上操作維護等成本約為25萬元多點。貨車滿載是660噸有效載荷,相當于每噸成本380華元,或者每公斤三角八分錢。客車的投射成本相同但是車體維護成本略高些,一輛滿載客車成本約30萬元,成本約為每名乘客300華元。
作為比較,目前中國的重型運載火箭升龍二型,以300萬華元的單價推送20噸載荷上低軌,成本約為每噸15萬華元,兩者相差395倍。如果考慮人員運輸的話相差更大,就算把宇宙飛船全部改為客運型,最多也就搭乘十二人。飛船單價60萬,也就是說連同火箭成本,運十二個人上軌道需要花費360萬華元,一個人要價18萬,相差1000倍之多。
在天宮一號竣工的慶功會后,錢學森在宴會后找到文德嗣,很認真的說道:
“文總,我承認通天橋的預算比預定的至少減少了三分之一。但是文總,我還是堅持我的意見,這個計劃本身恐怕很難收回成本。您這次恐怕失策了。”
“哦,錢主任,你為什么會有這種想法呢?”文德嗣有些驚訝的問道。
“文總,我計算過。如果我們給每噸貨物收費1050華元,也就是200%的利潤,日夜不停的投射,十八年后雖然可以收回這180多億的建造成本。但這可是2600萬噸的總投射量,可我們哪有那么多貨物需要投射上軌道去呢?就算是預計中的軌道光能發電轉送系統也用不到那么多啊。計劃中的軌道光伏電站加上支援系統也不超過5萬噸,這就已經可以生產近百萬千瓦的電力了,相當于一座核電機組。就算造100座也不過500萬噸的投射量而已。再說光電板自己也很貴,靠這絕對收不回成本的。您看,這是我計算的結果。”錢學森拿出了一張寫滿字的信箋字,遞給文德嗣。
“嗯……”文德嗣接過看了看,錢主任算得非常仔細,把維護保養時間也算了進去。錢學森當時在通天橋那邊吃了個悶虧,回去之后和同事們一商量,就發現了這個問題。按照他們的算法,通天橋的成本太高了,按照現在這種使用方法是收不回成本的。
“文總,現在我們國家雖然比以前富裕很多了,但是像這么大的投資也是很吃力的。”錢學森很認真的說道,他現在倒不是為了搶經費,而是出于一種責任感,他覺得國家花了這么多錢,實在太可惜了。
文德嗣就笑了笑說道:“錢主任,你是一位非常優秀的科學家,但你不是一個好的商人。為什么你只給我們的通天橋200%的利潤呢?這個可是世界獨家壟斷的買賣啊,別的國家連運載火箭都沒有。這運費我們說多少,那就是多少。200%的利潤實在太保守了,照我看,這百分之一千甚至百分之一萬的利潤都是很合適的。”
“文總,如果是賺外國人的錢,利潤再高也無妨。但是如果給我們自己國家用,定這么高的利潤率就不太合適吧……”錢學森想了想說道。
“你說的沒錯,我們這個通天橋最重要的目的是為了實現中國的科技騰飛,所以內部價的利潤率當然不可能這么高,太貴了人家就用不起了,所以最多也就是300到500的利潤吧。所以我們要想其他的辦法來賺錢,把總貨運量提上去,而不是只把眼光盯在單價上。比如說發展全新的太空產業。在我看來,這是第四次工業革命的起始。”文德嗣也很認真的說道。
“第四次工業革命?”錢學森愣了下。
“是的,第四次工業革命。第一次工業革命是蒸汽機,第二次工業革命是電力革命,第三次工業革命我們已經在進行了,便是計算機產業帶來的信息革命。而第四次工業革命,就要看這太空產業了。”
錢學森好奇的問道:“那么您認為,這些產業有哪些內容呢?”
“新材料、新能源與新工具。主要是這三個方面。”見到錢學森有些遲疑,文德嗣很和氣的笑道:“我給你舉幾個具體的例子吧。比如新材料,我告訴你一個秘密情報,我們的十幾個材料研究所其實現在已經發明了很多種新材料了,其中很多是以前大家聞所未聞的新材料,其性能遠遠超出了當代人們的想象。但是現在投入實用的還不到他們成果的五分之一。你知道為什么嗎?因為有許多東西在地球上生產的成本極高,不然就是以目前的技術在地球上生產不出來,但是如果到外太空軌道上去生產,那就完全不一樣了。”
“比如說超級合金。在地球上煉制合金,因為不同金屬有不同比重,因此熔融時混合的合金成分重的會下沉輕的會上浮,因此并不非常均勻。比如我們的鐵鋁共軛合金,為了解決這個問題花了很多精力,需要特制設備,因此產量一直受限。但是在軌道上的無重力環境,任何金屬成分的合金都可以實現完美的均勻混合。原本地球上很難做出來的比重相差太大的金屬合金,但是在軌道上就輕易可以做的出來。”
“其次是雜質問題,在地球上進行金屬冶煉,光是空氣混入便會造成雜質,例如含氮、含氫等。這些問題處理起來都很麻煩,而煉鋼爐中建立真空環境的成本又相當高。然而在軌道上,他本來就是真空環境,因此制造真空不需任何成本。此外軌道熔煉的成本也比較低,因為他沒有空氣,熱能不容易因為對流而流失。”
“還有就是特殊結構的合金,比如泡沫金屬……”文德嗣很自然的就用自己最熟悉的老本行來舉例了,在礦冶方面這個世界上沒人比他更在行了,特別是在地球外的礦冶方面。他繼續說道:“打個比方吧,工字鋼軌你看過吧?網狀鋼板,乃至于飛機機翼中的蜂巢狀金屬結構,這些都是在維持材料強度下,試圖減輕材料重量的方案。但是在無重力環境下,可以輕易做出比這些強十倍的泡沫金屬。”
錢學森想了想說道:“泡沫金屬,這種材料我倒是聽說過,以前的科學期刊上登載過這方面的信息。據說這種東西可以在不降低太多性能的情況下,大幅度的降低材料重量。不過這種東西只能在實驗室少量生產,完全無法實用。”做火箭這行的人都是“斤斤計較”慣了的,他們對材料的重量都是很敏感的。
“沒錯,就是這樣。”文德嗣點點頭。
“因為在地球上冶煉泡沫金屬是很難的。因為地球上有重力,一旦往熔融金屬中打入氣體,氣泡很快就會浮起來,沒有辦法均勻分布。然而太空中不存在重力,因此攪拌過的氣泡可以均勻分布在金屬溶液中,等冷卻下來之后,就是里面充滿正圓形氣泡的泡沫金屬。比如說泡沫金屬當中最簡單的泡沫鋼,這種東西可以作成比水還輕,能浮在水上,其承重能力與耐力卻不比同體積的鋼材小多少,重點是它很便宜也可節省材料。這可是不得了的材料。如果拿來造車造船造飛機造設備,性能都會有巨大的飛躍。”
“再如滾珠軸承,這是一種關鍵性的工業產品,一戰期間協約國和同盟國互相進行戰略轟炸時,優先炸的就是滾珠軸承廠。滾珠軸承當中的關鍵就是滾珠,這種東西看著簡單,但是相當有技術含量,當今世界上能夠制造出合格滾珠軸承的國家不會超過二十個,而且制造程序很繁瑣。但如果在太空中,制造這東西的成本就非常低,其工序會大大簡化,連打磨都不需要了,直接把熔融的合金液體滴出適當份量,它就會自己在空中縮成完美正圓形,精度比地球上工廠磨出來的最好產品高上幾個數量級。”
文德嗣頓了頓,說道:“此外還有制藥,制藥業需要極高的無塵真空環境以避免污染,而人工維持無塵真空環境的成本極高。可太空不需任何的成本,無塵真空度就比地面上高上幾個數量級。”
“最后一種你可能不清楚,那就是計算機產業。計算機中央處理器的制造同樣需要極高的無塵真空環境。此外就是半導體硅晶圓的生長問題,這晶圓越大,則半導體成本越低。我們目前只能做出直徑200毫米的晶圓。所以現在的處理器比等重黃金還貴,即所謂貴比黃金。此外目前太陽能板的成本極高也是因為如此,硅基太陽能晶片也是由硅晶圓切出的。”
“而晶圓直徑經過努力雖然還可以繼續增加,但是要投入不少資金與時間。譬如若要出三百毫米、四百毫米乃至于五百毫米晶圓,可能需要十幾二十年的研究時間與幾十上百億的投資。但是在太空中沒有重力,在這種超真空、超無塵、無重力乃至于無振動的特優環境下進行單晶硅生長,這晶圓可成長的直徑面積在理論上幾乎是沒有極限的。這將使我們制作的集成電路與太陽能電池板的成本大幅度降低。”
“至于能源方面,軌道光伏電站只是其中一個。此外還有一個項目,也是特斯拉先生提議的,就是軌道磁能發電站,利用衛星產生的磁力線,切割地球磁場發電的一種設備。另外我們現在正在研究的可控核聚變項目,其燃料也必須從太空中獲得……”
“最后,新工具方面,宇宙飛船、空間站等等,本身就是一個很好的工具,它們有很多用途的……”文德嗣說了很多,他親自給錢學森倒了杯茶。
笑著說道:“通天橋本身也許不能在你預計的18年內收回成本,甚至在預計的30年壽命期都無法收回。當然我認為應該是有機會的,但即使不能,它也是非常值得的。因為它是我們進入第四次工業革命的門票。在過去的一百多年里,我們中國錯過了成為第一次和第二次工業革命的領導者,第三次工業革命我們已經抓到了,但是第四次工業革命才是人類升華的關鍵。所以我們絕對不能放棄!”
當然,除了這些東西,還有些用途文德嗣并沒有說,那就是軍事上的用途。有了通天橋,就能非常方便的部署大型軌道轟炸機與導彈攔截平臺了。再說通天橋本身就是一個超巨型的電磁炮,當然也可以用它來發射巨型制導炮彈了。
因為這種巨型制導炮彈或在起飛階段時不需要能量,只需要進行變軌和校正的少量燃料,比起常規的彈道導彈也就節省了至少九成的重量,一炮就是720噸重的制導炮彈,想想都令人酸爽啊。如果換上核彈頭……
中國如此密集的進行太空投射,并且在近地軌道上修建龐大的“天宮一號”,這也并不是毫不透風的。
1937年12月,匈牙利國家天文臺的幾位天文學家在對月球進行例行觀測時,就在無意發現了這座人工造物。當時他們大為驚疑,以為是自己看錯了。等他們想起接上相機拍攝時,“天宮一號”已經飛出了他們的望遠鏡視野。
只要是進行過天文觀測的朋友都知道,要在茫茫太空中捕捉到了一個繞地球公轉的人工天體是多么的困難,因為它們的速度太快了,從天際上經過的時間往往只有短短幾分鐘。除非是預先知道它們的軌道和運行時間,才有機會抓拍到它們的身影。
當然,地球上的天文臺和天文愛好者這么多,總還是有運氣好的人。
1938年2月7日,瑞士一位的天文學家在拍攝太陽黑子的時候,就在無意中拍下了那張被后世稱為“天宮掩日”的著名照片。當時“天宮一號”正好經過太陽外側,雖然因為光線折射等原因,樣子完全走形,但也能看出是明顯的人工造物。而且因為樣子走形了,照片上的“天宮”看起來像是科幻片中的外星飛船。這張照片公布后,在世界上引起了軒然大波,人們都認為是外星人來了,興起了一股科幻熱。,一炮就是720噸重的制導炮彈,想想都令人酸爽啊。如果換上核彈頭……
中國如此密集的進行太空投射,并且在近地軌道上修建龐大的“天宮一號”,這也并不是毫不透風的。
1937年12月,匈牙利國家天文臺的幾位天文學家在對月球進行例行觀測時,就在無意發現了這座人工造物。當時他們大為驚疑,以為是自己看錯了。等他們想起接上相機拍攝時,“天宮一號”已經飛出了他們的望遠鏡視野。
只要是進行過天文觀測的朋友都知道,要在茫茫太空中捕捉到了一個繞地球公轉的人工天體是多么的困難,因為它們的速度太快了,從天際上經過的時間往往只有短短幾分鐘。除非是預先知道它們的軌道和運行時間,才有機會抓拍到它們的身影。
當然,地球上的天文臺和天文愛好者這么多,總還是有運氣好的人。
1938年2月7日,瑞士一位的天文學家在拍攝太陽黑子的時候,就在無意中拍下了那張被后世稱為“天宮掩日”的著名照片。當時“天宮一號”正好經過太陽外側,雖然因為光線折射等原因,樣子完全走形,但也能看出是明顯的人工造物。而且因為樣子走形了,照片上的“天宮”看起來像是科幻片中的外星飛船。這張照片公布后,在世界上引起了軒然大波,人們都認為是外星人來了,興起了一股科幻熱。
大逆轉1906 第523章 太空產業的起步