第233章 上太空(五)
牽引一顆小行星的難度有多高?
要說難,難到沒譜。
從技術上看,不管是從前方牽引還是後方推進,隻要去動小行星,都會幹擾到其質量重心的運動,如果對質量重心的計算稍微出現偏差,不飛出太陽係都算好的,別說牽引到目標軌道目標地點了。
說容易,也的確容易,因為原理十分簡單。
隨便弄個鉤子把小行星固定住,開推力,就能改變其運轉軌道,如果本來小行星就是擦過土球,改變所需的推力不會很大。
如果時間比較充裕,比如說幾百年,那還有更簡單的。牽引機與小行星之間甚至不需要物理連接,隻要牽引機有一定重量,依靠兩者間的萬有引力,就能緩慢的改變運動軌道。
小行星大多數都屬於兩個類型,鐵質和冰質。
鐵質小行星含鐵比例超過七成,少數能達到八成以上,適合建築。莫以為鐵在太空裏沒用,隻是每公斤材料上天都意味著背後一大疊票子,鐵的比重明顯過大了,所以不太用在航天上,但是如果能從太空裏以合適的代價得到,它仍然可以作為最常用的材料。
冰質的一般是從彗星上分離或柯伊伯帶被其他天體撞出常規軌道的,適合做燃料,至於生活用,要看其受宇宙射線和放射物影響的情況。土球現有的技術,很難在短時間內徹底淨化其中的放射物,不過應急的話,可以多耗費電力,嚴格控製好溫度多蒸餾幾道,也不是不能喝,但要準備好太空醫療體係再說。
不論什麽類型的小行星,都能對新型太空站的建設或補給帶來巨大的幫助,開發起來,也比在月球再建設一套產業鏈要容易許多。
綜合討論之後,C國決定試一試。
這種事僅靠C國一己之力還不夠,F國表示可以在對外保密的前提下,協調全球觀測機構幫幫忙,當然,要錢。
F國在土球上的影響力沒有擴展到全球,不過F國奇妙的國家氣質,讓她人緣很好,給錢的話,不會有人拒絕她,例子就是她會背著別人跟C國好。C國就做不到,因為以A國為首的戰略敵對關係,很多事情出錢都辦不到。
借助F國的關係網,小行星抓捕項目啟動了一次全球天文搜索。
這樣的項目曾經在A國研究機構的主導下,有幾次相關的全球合作,所以這回F國出錢,大家輕車熟路。
幾天的時間裏,C國就從大量的反饋數據裏,找到了備選目標。
總共三顆。
一號直徑是十二米,長度略大於直徑,總質量估算一萬三千噸出頭,優點是它的軌跡最貼近低軌道,借助霍曼轉移動作(在近地點前後全力反推),有抓捕的可能性,不過重量太大,航天體係沒有把握在它進入近地點之前在軌道上儲備足夠的燃料。
二號備選的直徑更小,直徑隻有七米,由多個高海拔天文台反複確認過數據,光譜分析其岩質成分略高(密度較低),很可能是首次掠過土球。其預估重量僅有一千五百噸,缺陷是近地點高度超過了兩千公裏。
三號最大,超過兩萬噸,不過也有一點優勢,它是一顆幾十年前就被土球與月球係統捕捉到的小行星,現在軌道速度趨於穩定,使用霍曼轉移機動,改變成近圓軌道,實際能量耗費不會比一號多。但是因為太重了,後期降低軌道仍然需要巨大的耗費。
C國討論後決定對二號實施抓捕,不能好高騖遠,起碼先把捕捉能力驗證了。
F國和R國表示可以各自支持一具火箭,他們倒是也想大方點,以後可以在天上多占點話語權,但奈何國力有限,動員力也遠遠比不上C國,隻能意思意思。
由於對接經驗豐富,本次也是把載荷發到近地軌道去對接成捕捉器。
捕捉器分為三個部分,本體、燃料罐、額外推進器,其中隻有本體是用R國的火箭一次到位的,其他東西都在軌道上拚裝。
雖然不計代價的極限加速了,時間還是比較長。
期間地表上迎來了第三隻二級怪獸,催眠師。
就是那種有巨大虛影,還會把別的一級怪獸擬態成自己的七彩大金魚。
有不幸和幸運,兩者的原因都是因為催眠師比較膽小。
因為膽小,催眠師不太喜歡飛,而是長時間在海裏遊動,導致土球上沒有什麽合適的武器可以有效攻擊它的。
同時也因為膽小,催眠師也不會登陸之後向內陸深入,隻是稍微破壞一番就趕緊回海裏去。同時,它在海裏移動的速度,並不像星碎一天機動好幾個時區那樣讓人窒息。
終於,在這貨第三次跑到西中洲與中部中洲結合處作案時,因為水深太淺被鎖定到,三個擁核國家連續投彈,給它在近海炸死了。
等到催眠師過去,又過了兩隻一級小怪獸,C國自己都單挑了一隻,小行星抓捕行動才正式開始。
首先通過UN通報,C國會發射高拋線彈道導彈。
實際並不是什麽彈道導彈,這是一顆提前在低軌道準備的,還有一級火箭沒有啟動的導彈。
這也是不得已,因為根據反複計算,不把小行星腦袋削掉一節繼續減輕重量,最少還要再發十罐燃料上去,才能把它降到近地點一千公裏的軌道。
總之導彈先上,點火時機、彈道,都是經過超算反複計算的,但削出來的形狀如何,後續軌跡偏移量,還得碰運氣。
正式行動,導彈準確命中。
低軌道的一群已經調整好姿態對著小行星的衛星,拍照的拍照,側波段的側波段,很快計算出剩餘主體的軌道偏移量。
按計劃,最好的結果是一導彈上去,直接把小行星的速度製動到人造衛星的水準,那樣後續的燃料消耗比較小,甚至可以考慮捕捉器以後再用。
但爆炸這個東西,沒有足夠的準備時間和現場勘測,肯定沒辦法那麽精準。
最終,剩餘不到一千噸的主體,還是比同高度人造衛星,快了兩百米秒。
看起來不多,但是一千噸的東西要獲得兩百米秒的速度,哪怕在太空裏也要耗費巨量燃料。
不過導彈攻擊到底還是大幅度降低了小行星的速度,因此其軌道已經發生巨大的變化,遠地點距離從三百萬公裏,縮減至……剛好會被月球捕捉撞上去。
差了點,隻能上了。
在1800公裏高度軌道待命的捕捉器繼續升軌,在小行星變軌後1900公裏近地點之前與其匯合。
什麽?碎片?
幾千公裏外的碎片按球麵非均勻分布、非勻速散射出去,其中大部分是遠離土球方向的,捕捉器被直接命中的幾率幾乎沒有。
接下來經過十幾個小時的軌道微調,捕捉器才把小行星主體抓住,打孔抓牢時距離近地點僅剩三小時十二分。
捕捉後進入更緊張的階段,通過捕捉器主體的各種傳感器傳回的數據,地表C國調動了幾十台超算,來運算各個方麵,整體質量重心位置,整體推力方向要如何調整,後續推力方向怎樣等等。
距離近地點剩餘一小時五十二分。
捕捉器在成功捕捉後首次點火,隻開了2%的推力。
這裏是對前麵計算參數的一個反饋,小行星的移動方向、抓取結構是否有位移等等,都會決定接下來的策略。
距離近地點剩餘一小時二十六分,推進策略小幅調整,推力增加至16%。
需要解釋一下的是,本次在太空裏用的推進器,和地麵用的大有不同,是給登月計劃準備的發動機類型,推力較小,燃燒燃料的速度相對慢一些,但每噸燃料產生的米秒數(比衝)更大。
具體數值對比的話,地表使用的火箭第一級,比衝在兩百到三百之間,哪怕在高度九十公裏以上大氣超稀薄區,比衝也不超過三百二。本次使用的,比衝值達到了四百五十,同等燃料要多出一大截推力。
為什麽地麵不用這麽厲害的發動機?
第一,地麵比衝上不去,這類發動機的地表表現,還不如正常的一級發動機。
第二,沒辦法做大,要獲得額外比衝,是需要對燃料進行額外增壓的,而且是燃燒後增壓,稍微大一點,材料就會融毀。因為做不大,所以用千牛這類力學單位計算,實際推力很小,在大重力環境下根本給不出加速度。
總之依靠之前的準備的燃料,五個推進器構成的推進組,完成捕捉後,要全力推三十到三十二分鍾,才能把燃料耗盡,不像是普通火箭一樣幾百秒就要燒掉數百噸燃料。
小行星距離近地點剩餘一小時十分,捕捉器發動機停止,靜靜等待霍曼轉移的時機。
近地點時限十八分五十秒,發動機全功率啟動!
然後就是漫長的霍曼轉移時間。
地麵觀測、伴隨計算的小行星軌道,遠地點不斷變化,從撞擊月球,到被月球彈飛,再扭曲回來變成繞地軌道,接著遠地點不斷與土球拉近距離。
近地點(前)過去的第七分鍾,捕捉器再次熄火,剩餘燃料8%,之前的近地點已經成了遠地點。
近地點(現),距離地表高度600公裏,半周繞行時間約九十分鍾。
要利用好燃料,接下來就要等到現在的近地點,再進行霍曼轉移機動。
第一次抓捕行動,抓捕器最終燃料耗盡時,目標小行星近地點600公裏,遠地點900公裏,沒到預期最好的狀態,至少也不是最差。
雖然距離空間站還挺遠,但這樣的高度起伏,已經能夠進行再次燃料補給了。
小行星是預備材料,新空間站不管是人員、電力、設備都沒到位,不需要現在就把它弄到位。
另外小行星進入相應軌道上,跟空間站進入相對靜止且足夠近的位置,也需要等待窗口,最近的窗口時間要八天,之後每十幾天才有一個窗口。
C國這次動作太大,有外層空間觀測能力的國家紛紛表示震驚,要求C國給出合理解釋。