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523.第523章 太空产业的起步

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    通天桥计划的载人入轨测试成功后,计划中的后一项,“天宫一号计划”就全面启动了。

    这“天宫一号”,实际上就是一个低轨空间站。与原时空的国际空间站一样,主要是在地面建造好管型结构体,再发射到太空上去组装。但两者有本质上的巨大差别。原时空的国际空间站的建筑材料,必须由航天飞机或者重型火箭发射到轨道上,重量和体积都严重受限,建设成本则极为高昂。

    国际空间站从第一个组件在1998年发射,到11年后的2009年,总计重量达到303吨,起居舱358立方米,全部舱间430立方米左右,乘员仅六人,花去的金额已经近千亿美元。如果考虑通膨,大约相当于1937年的60亿美元左右。

    然而,“天宫一号”单一个居住舱便重达505吨,容积达到3000立方米,并且一次发射完毕,而且同一天内,悬圃基地总计进行了六次投射,发射了六个舱组,其中有四个起居舱,一个指挥舱,以及一个燃料与发动机舱,总计高达3300吨,并且全部成本不到260万华元。其主要原因除了成本低之外,更重要的是由于发射加速度低,因此结构与零件不需大幅加固。此外,由于通天桥拥有能够迅速发射各种舱组补位的能力,因此天车的安全冗余系数可以做得比较略为低些,这也节省了大量成本。

    而且这还没完,第二天,第三天,第四天,后续各种功能的舱间与零件陆续发射。其中当第三天前面的起居舱组装完毕后,通天桥指挥中心便发射了一辆客车,将总共300名工人送上去协助建造,二百余人同时进行太空漫步的景象非常壮观。

    1937年12月20日,天宫计划启动二个月后,天宫一号基地正式完成。这是由总计高达76个的各式舱组构成的重达四万一千吨的大型太空站,其中起居舱便多达40个,可容纳固定居住人员1600人,还可在短时间内迅速发射新的起居舱上来增加空间。而天宫一号的平时常驻人员为400人,计划总投资仅为二亿华元。发射成功率极高,过程安全,成本低,投掷量大,反应速度快,这就是质量投射器的巨大优势了。

    天宫虽是一座以科研为主的空间站,但上面也是驻有军队的。中国空军有一个30人小组常驻其中,这个小组的职务是维修队,不过他们修的不是天宫,而是以天宫作为基地,搭乘轨道飞船给中国的卫星进行燃料加注与修复升级等作业。我们都知道,卫星是非常昂贵的东西,能定时加加燃料,缓缓零件,不时升级修理一下,就可以大大增加使用寿命,这对缓解预算压力是非常有帮助的。

    通天桥这东西确实很贵,比运载火箭贵多了,整个通天桥工程加上各种配套设施,已经烧了180亿以上了。但这个贵主要是在建设成本上,使用成本就便宜多了。

    通天桥计划包含了一个超大型高能电池阵列和两座充电用核电站,拥有120万千瓦机组四座,输出为四百八十万千瓦。每充电三个半小时可以进行一次720吨满负荷货物投射,充电三小时可以进行一次满载客车投射。

    通天路自带的核电站是最新型的第四代增值堆核电机组,其电费成本加上一成纯利润是每度电1分2钱。因此投射一次满载货车的能源成本是20。16万元,加上操作维护等成本约为25万元多点。货车满载是660吨有效载荷,相当于每吨成本380华元,或者每公斤三角八分钱。客车的投射成本相同但是车体维护成本略高些,一辆满载客车成本约30万元,成本约为每名乘客300华元。

    作为比较,目前中国的重型运载火箭升龙二型,以300万华元的单价推送20吨载荷上低轨,成本约为每吨15万华元,两者相差395倍。如果考虑人员运输的话相差更大,就算把宇宙飞船全部改为客运型,最多也就搭乘十二人。飞船单价60万,也就是说连同火箭成本,运十二个人上轨道需要花费360万华元,一个人要价18万,相差1000倍之多。

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    在天宫一号竣工的庆功会后,钱学森在宴会后找到文德嗣,很认真的说道:

    “文总,我承认通天桥的预算比预定的至少减少了三分之一。但是文总,我还是坚持我的意见,这个计划本身恐怕很难收回成本。您这次恐怕失策了。”

    “哦,钱主任,你为什么会有这种想法呢?”文德嗣有些惊讶的问道。

    “文总,我计算过。如果我们给每吨货物收费1050华元,也就是200%的利润,日夜不停的投射,十八年后虽然可以收回这180多亿的建造成本。但这可是2600万吨的总投射量,可我们哪有那么多货物需要投射上轨道去呢?就算是预计中的轨道光能发电转送系统也用不到那么多啊。计划中的轨道光伏电站加上支援系统也不超过5万吨,这就已经可以生产近百万千瓦的电力了,相当于一座核电机组。就算造100座也不过500万吨的投射量而已。再说光电板自己也很贵,靠这绝对收不回成本的。您看,这是我计算的结果。”钱学森拿出了一张写满字的信笺字,递给文德嗣。

    “嗯……”文德嗣接过看了看,钱主任算得非常仔细,把维护保养时间也算了进去。钱学森当时在通天桥那边吃了个闷亏,回去之后和同事们一商量,就发现了这个问题。按照他们的算法,通天桥的成本太高了,按照现在这种使用方法是收不回成本的。

    “文总,现在我们国家虽然比以前富裕很多了,但是像这么大的投资也是很吃力的。”钱学森很认真的说道,他现在倒不是为了抢经费,而是出于一种责任感,他觉得国家花了这么多钱,实在太可惜了。

    文德嗣就笑了笑说道:“钱主任,你是一位非常优秀的科学家,但你不是一个好的商人。为什么你只给我们的通天桥200%的利润呢?这个可是世界独家垄断的买卖啊,别的国家连运载火箭都没有。这运费我们说多少,那就是多少。200%的利润实在太保守了,照我看,这百分之一千甚至百分之一万的利润都是很合适的。”

    “文总,如果是赚外国人的钱,利润再高也无妨。但是如果给我们自己国家用,定这么高的利润率就不太合适吧……”钱学森想了想说道。

    “你说的没错,我们这个通天桥最重要的目的是为了实现中国的科技腾飞,所以内部价的利润率当然不可能这么高,太贵了人家就用不起了,所以最多也就是300%到500%的利润吧。所以我们要想其他的办法来赚钱,把总货运量提上去,而不是只把眼光盯在单价上。比如说发展全新的太空产业。在我看来,这是第四次工业革命的起始。”文德嗣也很认真的说道。

    “第四次工业革命?”钱学森愣了下。

    “是的,第四次工业革命。第一次工业革命是蒸汽机,第二次工业革命是电力革命,第三次工业革命我们已经在进行了,便是计算机产业带来的信息革命。而第四次工业革命,就要看这太空产业了。”

    钱学森好奇的问道:“那么您认为,这些产业有哪些内容呢?”

    “新材料、新能源与新工具。主要是这三个方面。”见到钱学森有些迟疑,文德嗣很和气的笑道:“我给你举几个具体的例子吧。比如新材料,我告诉你一个秘密情报,我们的十几个材料研究所其实现在已经发明了很多种新材料了,其中很多是以前大家闻所未闻的新材料,其性能远远超出了当代人们的想象。但是现在投入实用的还不到他们成果的五分之一。你知道为什么吗?因为有许多东西在地球上生产的成本极高,不然就是以目前的技术在地球上生产不出来,但是如果到外太空轨道上去生产,那就完全不一样了。”

    “比如说超级合金。在地球上炼制合金,因为不同金属有不同比重,因此熔融时混合的合金成分重的会下沉轻的会上浮,因此并不非常均匀。比如我们的铁铝共轭合金,为了解决这个问题花了很多精力,需要特制设备,因此产量一直受限。但是在轨道上的无重力环境,任何金属成分的合金都可以实现完美的均匀混合。原本地球上很难做出来的比重相差太大的金属合金,但是在轨道上就轻易可以做的出来。”

    “其次是杂质问题,在地球上进行金属冶炼,光是空气混入便会造成杂质,例如含氮、含氢等。这些问题处理起来都很麻烦,而炼钢炉中建立真空环境的成本又相当高。然而在轨道上,他本来就是真空环境,因此制造真空不需任何成本。此外轨道熔炼的成本也比较低,因为他没有空气,热能不容易因为对流而流失。”

    “还有就是特殊结构的合金,比如泡沫金属……”文德嗣很自然的就用自己最熟悉的老本行来举例了,在矿冶方面这个世界上没人比他更在行了,特别是在地球外的矿冶方面。他继续说道:“打个比方吧,工字钢轨你看过吧?网状钢板,乃至于飞机机翼中的蜂巢状金属结构,这些都是在维持材料强度下,试图减轻材料重量的方案。但是在无重力环境下,可以轻易做出比这些强十倍的泡沫金属。”

    钱学森想了想说道:“泡沫金属,这种材料我倒是听说过,以前的科学期刊上登载过这方面的信息。据说这种东西可以在不降低太多性能的情况下,大幅度的降低材料重量。不过这种东西只能在实验室少量生产,完全无法实用。”做火箭这行的人都是“斤斤计较”惯了的,他们对材料的重量都是很敏感的。

    “没错,就是这样。”文德嗣点点头。

    “因为在地球上冶炼泡沫金属是很难的。因为地球上有重力,一旦往熔融金属中打入气体,气泡很快就会浮起来,没有办法均匀分布。然而太空中不存在重力,因此搅拌过的气泡可以均匀分布在金属溶液中,等冷却下来之后,就是里面充满正圆形气泡的泡沫金属。比如说泡沫金属当中最简单的泡沫钢,这种东西可以作成比水还轻,能浮在水上,其承重能力与耐力却不比同体积的钢材小多少,重点是它很便宜也可节省材料。这可是不得了的材料。如果拿来造车造船造飞机造设备,性能都会有巨大的飞跃。”

    “再如滚珠轴承,这是一种关键性的工业产品,一战期间协约国和同盟国互相进行战略轰炸时,优先炸的就是滚珠轴承厂。滚珠轴承当中的关键就是滚珠,这种东西看着简单,但是相当有技术含量,当今世界上能够制造出合格滚珠轴承的国家不会超过二十个,而且制造程序很繁琐。但如果在太空中,制造这东西的成本就非常低,其工序会大大简化,连打磨都不需要了,直接把熔融的合金液体滴出适当份量,它就会自己在空中缩成完美正圆形,精度比地球上工厂磨出来的最好产品高上几个数量级。”

    文德嗣顿了顿,说道:“此外还有制药,制药业需要极高的无尘真空环境以避免污染,而人工维持无尘真空环境的成本极高。可太空不需任何的成本,无尘真空度就比地面上高上几个数量级。”

    “最后一种你可能不清楚,那就是计算机产业。计算机中央处理器的制造同样需要极高的无尘真空环境。此外就是半导体硅晶圆的生长问题,这晶圆越大,则半导体成本越低。我们目前只能做出直径200毫米的晶圆。所以现在的处理器比等重黄金还贵,即所谓贵比黄金。此外目前太阳能板的成本极高也是因为如此,硅基太阳能晶片也是由硅晶圆切出的。”

    “而晶圆直径经过努力虽然还可以继续增加,但是要投入不少资金与时间。譬如若要出三百毫米、四百毫米乃至于五百毫米晶圆,可能需要十几二十年的研究时间与几十上百亿的投资。但是在太空中没有重力,在这种超真空、超无尘、无重力乃至于无振动的特优环境下进行单晶硅生长,这晶圆可成长的直径面积在理论上几乎是没有极限的。这将使我们制作的集成电路与太阳能电池板的成本大幅度降低。”

    “至于能源方面,轨道光伏电站只是其中一个。此外还有一个项目,也是特斯拉先生提议的,就是轨道磁能发电站,利用卫星产生的磁力线,切割地球磁场发电的一种设备。另外我们现在正在研究的可控核聚变项目,其燃料也必须从太空中获得……”

    “最后,新工具方面,宇宙飞船、空间站等等,本身就是一个很好的工具,它们有很多用途的……”文德嗣说了很多,他亲自给钱学森倒了杯茶。

    笑着说道:“通天桥本身也许不能在你预计的18年内收回成本,甚至在预计的30年寿命期都无法收回。当然我认为应该是有机会的,但即使不能,它也是非常值得的。因为它是我们进入第四次工业革命的门票。在过去的一百多年里,我们中国错过了成为第一次和第二次工业革命的领导者,第三次工业革命我们已经抓到了,但是第四次工业革命才是人类升华的关键。所以我们绝对不能放弃!”

    当然,除了这些东西,还有些用途文德嗣并没有说,那就是军事上的用途。有了通天桥,就能非常方便的部署大型轨道轰炸机与导弹拦截平台了。再说通天桥本身就是一个超巨型的电磁炮,当然也可以用它来发射巨型制导炮弹了。

    因为这种巨型制导炮弹或在起飞阶段时不需要能量,只需要进行变轨和校正的少量燃料,比起常规的弹道导弹也就节省了至少九成的重量,一炮就是720吨重的制导炮弹,想想都令人酸爽啊。如果换上核弹头……

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    中国如此密集的进行太空投射,并且在近地轨道上修建庞大的“天宫一号”,这也并不是毫不透风的。

    1937年12月,匈牙利国家天文台的几位天文学家在对月球进行例行观测时,就在无意发现了这座人工造物。当时他们大为惊疑,以为是自己看错了。等他们想起接上相机拍摄时,“天宫一号”已经飞出了他们的望远镜视野。

    只要是进行过天文观测的朋友都知道,要在茫茫太空中捕捉到了一个绕地球公转的人工天体是多么的困难,因为它们的速度太快了,从天际上经过的时间往往只有短短几分钟。除非是预先知道它们的轨道和运行时间,才有机会抓拍到它们的身影。

    当然,地球上的天文台和天文爱好者这么多,总还是有运气好的人。

    1938年2月7日,瑞士一位的天文学家在拍摄太阳黑子的时候,就在无意中拍下了那张被后世称为“天宫掩日”的著名照片。当时“天宫一号”正好经过太阳外侧,虽然因为光线折射等原因,样子完全走形,但也能看出是明显的人工造物。而且因为样子走形了,照片上的“天宫”看起来像是科幻片中的外星飞船。这张照片公布后,在世界上引起了轩然大波,人们都认为是外星人来了,兴起了一股科幻热。