人类的太空梦无法大展拳脚的根本原因是目前的天地运输手段和能力尚不能支撑人类征服太空的梦。
虽然火箭越造越大,运能越来越可观,但绝对数值距离能满足人类征服太空、星际移民、外星球改造的日子还差无数远。
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化学能火箭是目前天地运输方案中最主流、最成熟、也是最贴合实际的,但目前的主要痛点是产出/投入比太低,单位入轨重量损耗太大。一发火箭即便有上万吨自重,只能打两百吨撑死三百吨的质量进入低轨,轨道越往高运力还要严重打折。
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即便可回收重型火箭将来成熟,也只是解决了部分问题,每年总运量可以得到可观的数值提升。但产出/投入比过低这个根本问题没有被解决。发射得越多,化学能损耗越多,全年温室气体排放量越多。
另外,火箭不能无限制往大造,单次发射的总重,就不可能有太大突破。
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如果一次性地能将上千吨的物质发射入轨,而且所花费的化学能还大大减小了,无疑就是一场天地运输的革命,促进太空时代的早日实现。
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所以我设想了一些方案,放进一揽子2050超级工程里。
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不周山、吉祥云工程
总体思路非常简单:尽可能抬升火箭发射起点的高度,等效于将火箭的第一级大大省略。
化学能火箭的总重中,所占比例最大的就是它的第一级,第一级的作用是将火箭送到百公里左右的太空边界,在整个发射过程中所需要克服的地球引力以及空气阻力做功最多,所以必须造那么大那么重。
抬高点火海拔、省却第一级的思路,国际上早已有,是用喷气式运输机背着火箭爬升到20公里以上高空,再释放火箭,让其点火升天。可以节约20多公里的起飞阶段能量消耗,同时省去了大气层最稠密的近地面空气摩擦阻力。
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这个方案比较可工程化,但肯定会遇到很大的问题:
喷气式飞机的载重量没那么大,限制了依靠这种方式发射的火箭的总重;
喷气式飞机飞得不够高;
喷气式飞机在起飞、飞行阶段的震动会对绑在它身上的火箭造成巨大的负面影响,降低火箭发射成功率,降低安全性。
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不周山工程、吉祥云工程避免了喷气式飞机运载火箭发射平台的短板。
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不周山工程就是在青藏高原高海拔、无地震地区选址,建造一座玛雅金字塔型(顶部有平台)巨大火箭发射平台,垂直地面高度40公里以上,海平面高度45公里以上。
不用实心结构,采用冷热变形量微小、刚度高、承重好的花岗云母岩梁柱型材为骨架,以钻石分子结构正四面体脚架结构搭建。
不采用焊接或凝浇,直接用榫卯咬合、插重力销紧固,解决公里级建筑的整体刚性问题。金属看似强度比石材高,但公里级长度完全没有刚度,几百米长的铁轨就已经软得跟面条一样。
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总体构造会消耗亿吨为单位的石材,不用开采天然大理石并人工雕塑成框架形状,这得废掉多少年月…直接大批量开采石材后,打碎运输至高温炉融化成岩浆,注入模具批量化生产,冷却成框架结构运往选址地搭建。
由于不周山建筑主体中大部分空间为中空,所以总重不会过于荒谬。地壳也可以承受得住。
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不周山内部打造超重型电梯,可以转运在地面上总装完成的火箭舰体,千吨、甚至万吨级总重的火箭,由超重型电梯输送到海拔45公里以上高度的发射塔顶,进行发射。入轨重量将比现有海平面发射台发射会高出很多很多。
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电梯方案太费电觉得不划算的话,就用超重型飞艇运输,将火箭零部件分散运到发射台,然后在那里总装。
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不周山工程建设费用会超级夸张,这个世界上除了中华人民共和国之外,没有任何一家有这样的工业能力可以完成这个工程。
(不周山工程还有个替补方案是超重型电梯改为超重型电磁轨道,把化学能火箭的初级发射阶段替代为电磁加速,这个想法更夸张和荒谬一些,但并非不能工程化)
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不过耗费还是太夸张了,灵活性也并不完美。
所以,还可以考虑吉祥云工程。
万吨级环形氦气飞艇,中央固定火箭发射筒,内部装载千吨级火箭。从大陆沿海或海南基地出发,一边缓慢抬升到海拔40公里的高程,一边稳稳飞向赤道附近的预定发射点。
发射完成后飞回基地,装填后再发射。
需要解决超重型飞艇的工程化、以及火箭发射时尾流对重型运输飞艇的破坏问题。难度很高但并非没有工程化可能。
相对不周山,工程耗费比较小,可批量化灵活性更高。但发射重量会低一些。要么就狠心将吉祥云飞艇放大到十万吨级别,这样运力火箭总重也能超过万吨。
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这两个工程设想对个人没啥用,需要国家力量驱动,而且这世上只有一个国家有这个能力,就是我们家。
虽然火箭越造越大,运能越来越可观,但绝对数值距离能满足人类征服太空、星际移民、外星球改造的日子还差无数远。
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化学能火箭是目前天地运输方案中最主流、最成熟、也是最贴合实际的,但目前的主要痛点是产出/投入比太低,单位入轨重量损耗太大。一发火箭即便有上万吨自重,只能打两百吨撑死三百吨的质量进入低轨,轨道越往高运力还要严重打折。
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即便可回收重型火箭将来成熟,也只是解决了部分问题,每年总运量可以得到可观的数值提升。但产出/投入比过低这个根本问题没有被解决。发射得越多,化学能损耗越多,全年温室气体排放量越多。
另外,火箭不能无限制往大造,单次发射的总重,就不可能有太大突破。
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如果一次性地能将上千吨的物质发射入轨,而且所花费的化学能还大大减小了,无疑就是一场天地运输的革命,促进太空时代的早日实现。
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所以我设想了一些方案,放进一揽子2050超级工程里。
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不周山、吉祥云工程
总体思路非常简单:尽可能抬升火箭发射起点的高度,等效于将火箭的第一级大大省略。
化学能火箭的总重中,所占比例最大的就是它的第一级,第一级的作用是将火箭送到百公里左右的太空边界,在整个发射过程中所需要克服的地球引力以及空气阻力做功最多,所以必须造那么大那么重。
抬高点火海拔、省却第一级的思路,国际上早已有,是用喷气式运输机背着火箭爬升到20公里以上高空,再释放火箭,让其点火升天。可以节约20多公里的起飞阶段能量消耗,同时省去了大气层最稠密的近地面空气摩擦阻力。
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这个方案比较可工程化,但肯定会遇到很大的问题:
喷气式飞机的载重量没那么大,限制了依靠这种方式发射的火箭的总重;
喷气式飞机飞得不够高;
喷气式飞机在起飞、飞行阶段的震动会对绑在它身上的火箭造成巨大的负面影响,降低火箭发射成功率,降低安全性。
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不周山工程、吉祥云工程避免了喷气式飞机运载火箭发射平台的短板。
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不周山工程就是在青藏高原高海拔、无地震地区选址,建造一座玛雅金字塔型(顶部有平台)巨大火箭发射平台,垂直地面高度40公里以上,海平面高度45公里以上。
不用实心结构,采用冷热变形量微小、刚度高、承重好的花岗云母岩梁柱型材为骨架,以钻石分子结构正四面体脚架结构搭建。
不采用焊接或凝浇,直接用榫卯咬合、插重力销紧固,解决公里级建筑的整体刚性问题。金属看似强度比石材高,但公里级长度完全没有刚度,几百米长的铁轨就已经软得跟面条一样。
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总体构造会消耗亿吨为单位的石材,不用开采天然大理石并人工雕塑成框架形状,这得废掉多少年月…直接大批量开采石材后,打碎运输至高温炉融化成岩浆,注入模具批量化生产,冷却成框架结构运往选址地搭建。
由于不周山建筑主体中大部分空间为中空,所以总重不会过于荒谬。地壳也可以承受得住。
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不周山内部打造超重型电梯,可以转运在地面上总装完成的火箭舰体,千吨、甚至万吨级总重的火箭,由超重型电梯输送到海拔45公里以上高度的发射塔顶,进行发射。入轨重量将比现有海平面发射台发射会高出很多很多。
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电梯方案太费电觉得不划算的话,就用超重型飞艇运输,将火箭零部件分散运到发射台,然后在那里总装。
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不周山工程建设费用会超级夸张,这个世界上除了中华人民共和国之外,没有任何一家有这样的工业能力可以完成这个工程。
(不周山工程还有个替补方案是超重型电梯改为超重型电磁轨道,把化学能火箭的初级发射阶段替代为电磁加速,这个想法更夸张和荒谬一些,但并非不能工程化)
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不过耗费还是太夸张了,灵活性也并不完美。
所以,还可以考虑吉祥云工程。
万吨级环形氦气飞艇,中央固定火箭发射筒,内部装载千吨级火箭。从大陆沿海或海南基地出发,一边缓慢抬升到海拔40公里的高程,一边稳稳飞向赤道附近的预定发射点。
发射完成后飞回基地,装填后再发射。
需要解决超重型飞艇的工程化、以及火箭发射时尾流对重型运输飞艇的破坏问题。难度很高但并非没有工程化可能。
相对不周山,工程耗费比较小,可批量化灵活性更高。但发射重量会低一些。要么就狠心将吉祥云飞艇放大到十万吨级别,这样运力火箭总重也能超过万吨。
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这两个工程设想对个人没啥用,需要国家力量驱动,而且这世上只有一个国家有这个能力,就是我们家。