規則系學霸 第六百二十七章 異想天開的問題
趙奕開始仔細的計算。
普通的這波發生衛星功率,就只有空間單上發生衛星的七分之一左右,功率差別還是很大的。
如果是建造抵達火星的壓縮空間航道,z波發生功率最少也要提升八倍左右。
“建造的更大型?”
當進行深入計算、思考的時候,趙奕就發現了個非常大的技術難題,他需要制造更大型的z波發生衛星,卻發現需要實現的功率過高。
考慮到小型太空飛船需要進行往返,就必須在環繞火星軌道上,再發射一顆類似的z波發生衛星。
有了兩個z波發生衛星,一個是環繞地球軌道運轉,一個是環繞火星軌道運轉,都可以實現釋放z波,輔助小型太空飛船完成穿梭。
七倍和八倍,似乎差別不是很大,相比地月距離和地火距離的差別,都可以說能忽略不計,但能源消耗不是這么算的。
實際上,空間壓縮的距離、比例,和距離的關系非常小,假如太空中空無一物,甚至連微小的粒子都沒有,那么穿梭一億公里和一萬公里就沒有區別。
這就等于是建立了一個從地球通往火星的航道。
趙奕認為建造航道的設想,實現的可能性還是非常大的,已經有了利用太陽能充能的z波發生衛星。
現在需要的z波發生衛星,只是功率更大一些。
因為沒有能源的支持,反重力裝置直接就被舍棄。
所以,z波發生器安裝在小型太空飛船上,根本是不切實際的。
如果是建造超大型的太空飛船,大部分空間都用來裝載能源,就會消耗大量的成本,大型的飛船質量高,耗能也會相對增加,成本高不說還不一定能完成任務。
可以這樣去理解,一個不受任何外力的物體,在平面上勻速運動,它在慣性下行走一公里,和行走十公里,都沒有任何的區別,因為根本就不會因為行走,耗費任何的能量。
空間壓縮也同樣如此。
因為z波本身和空間不發生反應,直接發生反應的粒子,大部分能量會被粒子所吸收。
如果沒有任何的粒子,壓縮的距離和比例就是無限的。
“但是,八倍還是太高了!”
趙奕計算得出的數據是,只依靠太陽能充能,最多能制造功率兩倍的z波發生衛星。
z波的原理是利用空間擠壓粒子制造強磁場,磁場達到臨界值瞬間釋放能量再轉化為z波。
z波發生衛星的原理,則是利用太陽能持續不斷的給磁場充能,同時把磁場維持住,維持磁場是需要耗能的,當耗能和充能達到平衡的時候,就等于是充能完畢。
這時候,關閉維持磁場的裝置,磁場就會瞬間爆發能量,并朝著固定的方向釋放z波。
一切的關鍵還在于充能功率。
z波發生衛星可以說,現有技術下很完美的設計了。
趙奕想要再完善都做不到,沒能做的,就是增加太陽能電池板的大小和數量,就能夠直接有效的提升功率。
但是,有個問題是,維持z波發生衛星內部的磁場,耗能是非常大的,磁場強度越高,耗能就會越大,而且耗能和磁場強度并非簡單的呈正比,可以理解為,磁場強度越高,就會增加成倍的耗能。
“z波功率高八倍,磁場強度高四點二倍左右,維持耗能高——”
“十三倍以上!”
“也就是說,必須讓增加十三倍以上的太陽能電池板,才勉強能發生足夠過功率的z波。”
“這個數字太高了!”
趙奕看著數字都不斷的搖頭,z波發生衛星設計的足夠好了,四周圍都是太陽能電池板,可以說是把吸收太陽能的效率做到最大化。
如果是提升一倍數量,倒是勉強可以做到,提升十三倍以上,幾乎就是不可能的。
到時候,z波衛星的大小都能趕上空間站,甚至比空間站還要大。
另外,衛星的體積、質量變大,內部電路、磁場需求等耗能,也都會隨之變大。
最終設計的z波衛星,肯定會大于空間站,成本也會非常的嚇人。
這就不具備可行性了。
另外一個問題是,充能時間也是個問題,z波發生衛星充能需要幾個月時間。
如果是建立了真正的航道,幾個月才能完成一次充能,可以讓一艘小型太空飛船通過,效率就實在是太低了。
當然,只是考慮做一次實驗,時間就不再是問題。
趙奕則是想做的更完美一些,而不是制造只能實驗一次的雞肋。
奕星科技畢竟是正規企業,而不是一個專門進行實驗的機構,還是要考慮成本問題的,任何的實驗研究,都必須要考慮成本,所以還是必須要解決功率問題。
趙奕仔細思考著,知道還是要從能源角度入手。
核聚變裝置不可能。
化石能源轉化率太低,運送成本也太過高昂,同樣不具備可行性。
“太陽能是唯一的選擇。”趙奕得出了確定的結論。
對于太陽能電池板技術,趙奕還是有一定了解的,設計z波發生衛星的時候,他就差不多都清楚了。
目前,衛星上使用的是單晶硅電池板,也是最高效的太陽能電池板,能量轉化率能達到百分之二十以上。
“如果是壓縮單晶硅——”
趙奕馬上連續打了幾個電話,聯系了z波材料實驗組,也聯系了宇航局方面和相關的實驗室,得到了準確的答案。
z波材料實驗組,早就進行了單晶硅的壓縮。
壓縮五倍的單晶硅材料,被用于制造太陽能電池板,相應的實驗結論為,壓縮單晶硅制造的電池板,太陽能轉化率超過百分之四十。
這是個很驚人的數字。
目前,國際上最高技術水平的太陽能電池板,能量轉化率也只有百分之二十五左右。
能量轉化率是很難提升的數字,因為任何的反應過程中,都會有一部分能量損耗掉。
太陽能電池板本身,對于太陽光線的反射,就足以損耗掉一半兒以上的能量了。
壓縮單晶硅材料制造的電池板,能量轉化率能超過百分之四十,可以說達到了理論的極限。
“太陽能轉化率提升近一倍,想要達到十三倍以上的功率,最少也需要七倍以上的電池板。”
“這還是不可能。”
趙奕嘆了口氣,還是搖了搖頭,他重新設計了z波發生衛星,發現最高也只能增加百分之五十數量的電池板,和需求差距還是太大了。
另外,充能效率也是個大問題,勉強設計出來,幾個月甚至一年才能使用一次,根本就是沒有意義的。
“如果再考慮到實用價值,功率最少要提升二十倍以上!”
“這個數據勉強支持,半個月完成一次充能。”
趙奕思考著。
充能的速度和功率同樣不成正比,因為充能的同時,要維持住內部強磁場,耗能也是非常大的,但內部耗能是固定的。
如果能量轉化功率非常高,多出的一部分都可以用來充能,充能速度就會大大加快。
但是,二十倍,異想天開!
哪怕太陽能電池板擁有最理想的百分百能量轉化率,也根本是完全不夠的,都可以用‘杯水車薪’來形容。
“從太陽能電池板功率角度去解決問題,也不實際。”
趙奕得出了結論。
這時候,研究好像就陷入了死結,因為同樣面積的太陽能是固定的,就算是全部轉化為電能,也根本不夠維持建立航道的z波發生衛星。
趙奕發現解決不了。
他想了又想還是不知道該怎么解決問題。
太陽能,這也是死路!
但是,太陽能就是唯一的選擇,除非他能找到其他太空中可持續的能源,后者比前者困難太多了。
前者,暫時是死路。
后者——
尋找新的太空能源?暫時也只能想象一下了。
當趙奕陷入到沉思中的時候,張祁燦敲門走了進來,他手里拿著一份整理過的文件,是理論組的研究報告。
趙奕接過來開口問道,“張哥,你幫我想一下,如何利用有限的太陽能,轉化為更多的電能?”
張祁燦愣了一下,仔細想了好半天,提了個建議,“利用某種和太陽能發生反應,爆發出能量的物質?”
“那不行。”
趙奕搖頭否定了這個想法,“熱能轉化為電能,效率太低,不可行,而且不具持續性。”
太陽能電池技術是非常高效的,因為硅材料內部的電子,太陽能照射下會變得活躍,就是直接把太陽能轉化為了電能。
如果是化石原料和陽光反應,肯定是先轉化為熱量,熱量再轉化為動能、再制造出電能,轉化率會大大降低,達到百分之五,都是很了不起的數字,再考慮到化石能源,需要運送到衛星上,技術難度和成本都會變得非常高,根本就不具可行性了。
張祁燦又想了一下,苦笑道,“趙院士,你這個問題,等同于‘如何讓固定大小的水缸,傾倒出更多的水’?怎么可能呢?反正我想不出來。”
趙奕摸著下巴思考著張祁燦的比喻,發現還真是非常的形象。
固定的水缸倒出更多的水?
他思考著說道,“或許可以對水進行壓縮?”
張祁燦都聽愣了,沒想到自己被反駁了,而且還說的有道理,他苦笑說道,“這個,確實,液體壓縮,確實能讓水缸裝的更多,但是,物理性質也改變了啊!不過,我們說的不是這個吧。”
趙奕也發現話題跑偏了。
現在是太陽能與能量轉化的問題,他們總不能去壓縮太陽能。
張祁燦又想了想,說道,“不然這樣,集思廣益,找更多的人問問。”
“也對。”
俗話說,‘三個臭皮匠,頂一個諸葛亮’。
現在趙奕發現自己完全沒有靈感,太陽能這條路已經走到盡頭了,同時還沒有其他的路,找其他人問一下,也許能得到其他的靈感?
這天下午,他干脆找到技術部各個組長,一起開了個小會,把遇到的問題說了一下。
各個研發組的負責人,都聽得面面相覷,他們還奇怪趙奕會有問題,讓他們幫忙解決。
結果?
如何利用有限的太陽能,制造出更多的能量?
這不是異想天開么!
當然了。
趙奕遇到的問題不能簡單用這一句話來概括,但實質上也是差不多的,因為化石能源、核能源等,都是無法使用的,而太空中的可持續能源,似乎就只有太陽能一種。
為了能找到解決問題的靈感,趙奕干脆直接設立了獎金,“不管是誰,能給我帶來解決這個問題的靈感,我做主,直接發放二十萬人民幣的現金獎勵。”
高額獎金,頓時讓人充滿了動力。
趙奕說的不是‘解決問題’,而是‘解決問題的靈感’,想要解決問題就太難了,但只需要解決問題的靈感?
也許碰一下運氣,就能說出靈感所在了呢?
總之,沒有大型能源裝置支持,太空飛船想獨自使用z波發生器,再開啟反能量屏障完成太空穿梭,幾乎是不可能做到的。
趙奕當然也知道無法制造出,使用z波裝置的小型太空飛船。
高層領導身邊的專家,可不都是吃白飯的,他們對太空穿梭實驗進行了一系列分析,也參與論證過宇宙飛船的設計,對于進行太空穿梭的耗能問題,進行過詳細的研究討論,才得出小型的太空飛船,沒有大型的能源動力系統,無法進行太空穿梭的結論。
宇航局進行過一次太空穿梭實驗,從這波發生器到小型太空飛船,多半都出自趙奕的設計。
那么實驗過程的耗能也很具參考價值。
當時的小型太空飛船,只能在空間站上安裝的z波發生器輔助下,打開反能量屏障穿梭到月球。
然后,就回不來了。
之前,他就仔細的計算過,根本就無法實現,否則小型飛船就能完成,也不會考慮建造大型飛船。
現在給上級做申請,使用z波發生技術,其實并不是要把這波發生器安裝在小型飛船上,而是打算像是空間站上的發生器一樣,直接發生一個長期待在太空中的z波發生衛星。
在z波發生衛星的輔助下,小型太空飛船就能進行太空穿梭抵達火星。
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