第228章 亞金屬氫

  超算中心已經將很大一部分運算力用到了中間層大氣運動的計算上面。

  儘管由於中間層的大氣密度非常小，對流天氣的力量和對流層相比弱了非常多，但是這並不代表中間層的的大氣運動可以忽略。

  中間層不會產生高低氣壓，但因為中間層的大氣密度非常之小，故像行星波之類的長周期波動，會以一個大的震幅從底層傳遞上來。

  根據這樣的波動現象，在震幅極端大的地方會形成力學上不穩定的部分，這種波動現象亦同樣對其附近的大氣循環做成較大影響。

  如果不考慮這些問題，真空管道在大氣層裡面的使用會出大問題的。

  儘管質量投射器系統第一階段的計劃，並沒有打算架設中間層真空管道，但是未來的第二階段，是肯定要架設的。

  所以這些問題不得不考慮，質量投射器系統既然是一個系統，那麼一點點變量，都可能引發可怕的蝴蝶效應。

  除了中間層的大氣運動問題，另外還有一個問題，空間站問題。

  第二階段中，黃豪傑計劃在卡門線附近建設一個空間站，而卡門線的海拔是100公里，這裡一般被稱為超低近地軌道。

  為什麼一邊的人造衛星或者空間站之類的人造天體，都在海拔300公里以上，普遍都是在500～600公里的位置運行?

  那是因為海拔100～300公里這一片區域，儘管在航空航天行業的定義之中，是屬於航天區域，但是由於這裡的大氣含量依舊是非常高（相對於外太空而言）。

  這樣一來，人造天體在這個區域裡面運行，必然會受到空氣阻力的影響，儘管這個空氣阻力看起來非常小，但是一旦時間長起來，人造天體的高度肯定會不斷的下降。

  而人造天體的高度不斷下降，就會越來越靠近地面，越靠近地面大氣密度越大，只能產生惡性循環，最後墮下地面。

  當然這個區域之中，也不是沒有人嘗試利用過，例如太陽國的航天機構，在去年（2017）發射的「燕子」超低軌道實驗衛星，燕子衛星的運行高度就在180～250公里之間。

  為了抵扣大氣阻力，太陽人採用了離子發動機。

  這種發動機的工作原理是先將氣體電離，然後用電磁力將帶電離子加速後噴出，利用反作用力作為動力推進。

  離子發動機一直各航天大國熱衷研發的熱門動力，被譽為未來宇航動力的主力，各個航天大國都在不斷研發中。

  太陽人發射這種超低軌道衛星，首要目的就是為了測試離子發動機的高效性和材料的耐用性。

  不過這個燕子衛星加上燃料，整體重量不過是幾十公斤。

  之所以這么小，主要是因為離子發動機的一個弱點，那就是高比沖，低推力，如果要實現大推力，唯一的方法就是上核電池。

  不然銀河科技的卡門線空間站，根本無法使用離子發動機作為矢量矯正動力，畢竟除了空間站的幾百噸質量，還需要承受長達40公里的纜繩質量。

  幾百噸質量的空間站如何使用離子發動機?除非黃豪傑現在點出核聚變發電機，不然還是乖乖的玩化學能推進吧！

  不過化學能推進也不是不能考慮的。

  化學能推進的燃料有兩種：一種是液態物質，另一種是固態物質，還有液—固混合的。

  液態燃料：從理論計算來看最佳液態燃料是液態氫，液態氫與液態氧混合燃燒可以產生大約等於 350的比沖。

  比沖就是化學能發動機的推力(千克力)與其噴出質點每秒質量流量(kg/s)的比值。

  如果用液態臭氧或液態氟來代替液態氧，那麼比衝量可提高到大約370，毛熊就有氫氟發電機，問題這玩意燃燒之後的產物是劇毒的。

  燃燒劑和氧化劑都是呈液體形態的發動機則稱為液體燃料發動機。

  除液態氫以外，甲醇、乙醇、高濃度水合肼、二甲肼、硝基甲烷等物質都可用作液體燃料。

  固態燃料就是硼氫化鈉、二聚酸二異氰酸酯、二茂鐵及其衍生物等都可用作複合固體燃料。

  某些密度小的金屬或非金屬，例如鋰、鈹、鎂、鋁、硼等，尤其是鈹在燃燒的過程中能釋放出巨大的能量，每千克鈹完全燃燒放出的熱量高達15000 kJ，是一種優質的化學燃料，放出的熱量比氫氣還多。

  通常把這些金屬做成納米級大小微粒的燃料劑。

  例如在火箭發射的固體燃料推進劑中添加質量分數為1的納米級鋁或鎳微粒，每克燃料的燃燒熱可增加1倍左右。

  但是，這些燃料的缺點是：其中一些元素很稀少，並在燃燒時都涉及技術困難——冒煙、氧化物沉積等等。

  如果在兩種燃料中，一種為固體，一種為液體，則稱為固－液化學能發動機或直接稱其物質名稱的發動機；例如氫氧發動機。

  由於固態燃燒劑產生的能量比液體氧化劑發出的能量高，所以，研製的火箭發動機多是固－液火箭發動機，兩種燃料相遇燃燒，形成高溫高壓氣體，氣體從噴口噴出，產生巨大推力而把運載火箭送上了太空。

  黃豪傑思考著這個問題，突然他反應過來：「或許那個東西可以利用起來。」

  他立刻調出了［氫氣固化催化劑］的資料庫，然後一邊計算一邊思考著。

  被氫氣固化催化劑固化之後的氫氣，會呈現出金屬氫狀態，但是這種固化金屬氫由於催化劑摻雜在裡面，讓這種金屬氫失去了常溫超導和爆炸的特性。

  可以說是有得有失，材料研究所將這種金屬氫物質命名為亞金屬氫。

  亞金屬氫在一般情況下都非常的穩定，只有在特定條件的刺激下，才會解除金屬氫狀態，釋放出之前被固化的金屬氫。

  而亞金屬氫的密度是液態氫的七倍左右，其中94%是氫原子，剩下的6%是固化催化劑。

  1立方米的亞金屬氫，可以產生6.58立方米的液態氫。

  我們看一下氫三種狀態的密度就知道其中的差距：氣態氫0.089千克每立方米、液態氫70.8千克每立方米、亞金屬氫497.2千克每立方米。

  航天火箭之中，最麻煩的可能就是液態氫的儲存了，儘管氫氣的製備非常簡單，直接電解水就可以獲得。

  液態氫空間要求最小，但是它需要在負225攝氏度的條件下儲存，這得花不少能量來保持這個溫度。

  氫氣是分子量最小的氣體，比氦氣還輕，所以它非常容易逃逸。

  所以液態氫不容易儲存，因為這個東西不僅僅易燃易爆，還需要密封和低溫儲備，就算是密封和低溫儲備起來，如果長時間不用，液態氫會慢慢的泄漏掉。

  亞金屬氫成功解決了這個問題。

  黃豪傑坐在椅子上看著亞金屬氫的資料，看來要和東唐航天系統合作一下，單靠銀河科技自己，時間可能來不及。