第814章 超级电磁轨道发射器
发展太空产业有很多路线，每种路线都有各自的优点，所以他在整理相关技术资料的时候，必须要考虑清楚。
第一个路线是延续现在的航天产业，也就是依靠火箭发射的方式，将物资送往太空，这是大家最熟悉的方式。
优点很明显，那就是可以利用现有的产业基础和技术体系，不用推倒重来，在产业建设阶段，花费的成本较低。
缺点也很明显，那就是上限有限，不管如何做，成本也不能降低太多，所以运行成本比较高，在大型太空项目上显得有点不合时宜。
当然，他手里肯定会有黑科技，例如将现有火箭发射需要的动力系统更换成电推进，这样就可以大幅减少携带能源的重量，能大幅增加有效载荷量。
至于电池密度不够，无法携带足够的电能，其实也有办法解决，不说小型可控核聚变，他还没打算这么早拿出来。
而是采用微波无线输电技术，直接在地面建设大型微波输电设施，对正在运行的火箭源源不断输送电力。
唯一的缺点就是微波输电技术功率较大，对周围的环境会造成一定的危害，但是这种缺点完全可以克服，只要建设在荒无人烟的地方就行。
我国大西北荒无人烟的地方太多了，有足够的场地建设这样的发射场，所以这个其实也算不上太大的缺点。
还有就是需要先进的电推进技术，至少目前的电推进技术实在是太落后了，远远达不到推动火箭发射的地步，能有1N的推力已经算是不错的电推进器了。
技术问题倒好解决，叶子书完全有能力提供足够大的电推进器，只是他认为火箭发射有明显的缺点，那就是无法发射大部件或不规则部件。
如果建设一般的空间站，采用这样的方案没什么问题，但是如果想要建设天空城，很多部件就比较大，而且也不都是规则形状。
采用火箭就显得不那么适用，甚至有些部件，采用火箭运输根本就办不到，所以他想了想，就放弃了采用这个技术路线。
第二个他想到的方案就是太空电梯，这是很多科幻小说当中描述的场景，就是在太空建设一个大质量的航天器。
该航天器在地球静止轨道，然后使用高强度、高韧性、质量轻的绳索，将航天器和地面连接固定起来。
然后在这些连接的绳索上安装可以爬升的太空天梯，直接将货物沿着连接绳索送往太空，这个方案既然出现在众多科幻小说当中，肯定是具有一定可行性。
最大的难题就是符合条件的绳索，如果没有合适的绳索，别说是往太空输送物资了，就是绳子本身的重量就足够将航天器拉回地面。
其实这种绳索他是有技术生产出来，自身密度之比空气密度高一倍多，抗拉扯强度却非常高，完全可以用作太空绳索。
只是如果采用这种方案，就必须要将地面固定点放在赤道上，而我国没有领土在赤道上，需要租借别人的领土，非常麻烦。
平时的话，人家为了赚点钱倒是不在意，但是如果有其他国家搞鬼的话，只要有更多的利益，随时都有翻脸的可能性。
而且太空电梯的载重量大小，取决于静止轨道航天器的质量，如果质量太小，每次运输的量也不算很大，成本不一定就低。
唯一的好处就是不需要那么大的加速度，如果用于人员运输的话，相比起火箭要友好得多，可以做到老少皆宜。
他虽然不想以最大的恶意揣测别人，但是到了他这个地位，已经不是傻白甜了，怎么可能把自己的命运交到别人的手里。
更何况想要让太空电梯拥有较高的有效载荷，光是静止轨道航天器的质量就不低，建设这样的航天器，本身成本就非常高。
也许建设一个这样的东西，成本就超过了白虎科技公司想要建设的空间站，只能说比现在的太空运输方式先进，但是还没有达到他理想的程度。
而且几根绳子悬浮在空中，静止轨道航天器还不能随便挪动，如果真有人捣乱，有的是办法，今后的烦心事肯定不少。
所以这个方案想了想，还是被他放弃了，而且总体建造难度还很高，成本也不低，最重要的是工期非常长，需要花费好几年时间才能建成。
第三种方案就是使用炮弹发射的方式，将物资运送到近地轨道，只是这个想法都是别人调侃的时候说的。
因为从现实考虑，几乎不可能，这种发射的方式，不说能不能将物资提升到需要的初速度，就是加速度也不是一般货物能够承受得起的。
要知道运送到太空的物资，大部分都是精密装置，如果加速度太大，很有可能还没有发射出去，就已经坏了。
更何况是运送人员，没有人能够承受得起如此高的加速度，所以看上去像是无稽之谈，却有人认证过，有一定的可行性。
肯定不是使用普通的炮弹发射方式，而是采用电磁轨道加速器来完成加速工作，这个常识大家都清楚。
只要电磁轨道建设得足够长，采用较小的加速度，依然可以加速到满意的初速度，将物资发射到太空里。
当然，这只是理论上，需要解决的问题有很多，首先就是如何做到让电磁轨道能够对大质量大体积的货物进行加速。
必须要有强大的电磁力作用于发射物上，而越大的电磁力就需要更大的电磁场，但是发射物本身就是精密的电子设备。
如果电磁场过大，会对发射物里面的电子设备形成严重的破坏，所以如何让发射物内部电子设备在高磁场环境下安然无恙很重要。
以为这样就完了，这个还只是小小的困难，最大的困难就是来自空气阻力，为什么很多战机理论上能够达到2马赫以上。
但是在实际作战的时候，很难达到这个速度，并不是飞行员不想，而是做不到，想要达到2马赫的速度，必须要在高空环境下才行。
距离海平面越近，空气密度就越高，同等条件向下，需要克服的阻力就越大，战机在高空下敢超过2马赫，低空也这么做的话，很有可能战机直接解体。
而电磁轨道加速度器想要将物资抛向太空，需要的初速度非常高，而初速度越高，空气阻力就越大，然后又需要更高的初速度，然后阻力又变得更大。
就算以上都克服了，由于需要太大的初速度，因此产生的发射成本是否划算，也是需要考虑的问题。
最重要的是，高速物体和空气产生的多重音障，对里面的物体和人产生的影响，是否能够承受得住还未可知。
以上就是这种方案遇到的技术难题，如果不能很好地解决这些问题，这个方案也就不可行。
优点也很明显，那就是不需要在别人的地盘作业，能够完全做到独立自主，也不用担心被人在太空干扰，发射效率更高。
第四种就是混合型方案，前期可以使用电磁轨道器提供一定的初速度，后面可以采取火箭助推器进行后续加速。
老M的航天飞机采取的就是类似这种方式发射，前期使用运输机为航天飞机提供一个初始速度，并且运输到一定高空，毕竟高度越高空气密度就越低，能耗就越低。
然后航天器从运输飞机上面启动发动机，脱离运输机，独自加速继续向太空飞行，这样需要携带的燃料更少。
当然还有其他更科幻的，例如反重力系统，在没有破解空间技术之前，谈反重力没有任何意义，以目前的科学水平，想都不要想。
按理说第四种方案，应该是比较成熟的方案，毕竟人家已经做过了，说明在综合考虑之下，这种方案是最可行，成本应该也是最低的。
但是他更倾向于电磁轨道加速器发射方式，原因很简单，那就是发射效率高，短时间内能向太空输送大量的物资。
如果仅仅是弄个空间站的话，第一种方式就足够了，采用电磁轨道加速器的话，反而成本非常高，光是建设一个电磁轨道就是一项巨大的工程，花费非常高。
但是他必须要为将来考虑，如果后续真的想要建设月球永久基地的话，凭借现在的物资输送效率，就有点不够看了。
而且电磁轨道加速器虽然建设成本高，但是使用的次数越多，平摊下来反而成本更低，当然这是忽略技术投入成本。
因为技术都是由他提供的，所以在技术研发投入上就要小得多，这是他发展电磁轨道加速器的优势之一。
除此之外，他旗下对于电磁轨道加速器也有很深厚的技术和产业积累，磁悬浮列车部分技术可以使用到这上面。
现在他需要做的就是降低电磁轨道加速器的建设成本，他想要建设的电磁轨道，最低出口速度应该达到9000米每秒，最高速度达到2万米每秒。
前者是满足近地轨道发射需要，后者是满足往火星和月球输送物资的需要，毕竟需要建设就要总体规划。
如果按照这个要求，电磁轨道加速器的总长度需要达到1万公里长度，采用的是环绕设计，如果都按照直线建设，以我国庞大的国土，也装不下。
为了避免低空空气密度较高带来的过热和阻力过大问题，整个轨道采取的是真空设计，在发射之前将轨道内的空气抽空。
除此之外，还需要让轨道的末端高度达到1万米以上，这个反而是挑战难度最大的，地球上的建筑达到800米左右就很难了，更何况是1万米的高度。
想要做到这些，首先就要从材料着手，除了满足电磁加速要求外，还必须是轻质材料，而且还必须要有足够的硬度和韧性。
他还需要解决高空气流对电磁轨道的影响，需要很多附属设计，以减少高速气流造成的破坏。
除了电磁轨道加速器之外，运载货物的飞船同样需要很高的技术要求，首先需要具有强大的抗磁性和电磁屏蔽功能，这是预防电磁轨道的磁场对内部货物产生破坏。
其次需要耐高温，或者是能够有效降低局部温度过高，不然那么高的速度和空气摩擦，分分钟就会被烧毁。
而且为了节约成本，这种飞船必须要能重复利用，如果每次发射都要重新造一艘的话，实在是有点划不来。
其实技术问题从来都不是叶子书所担心的，他有的是办法达到目的，除非像反重力这样远超现在科技水平的东西，他暂时拿不出来。
他需要考虑到是如何以更低廉的成本来实现，毕竟白虎科技公司只是一家企业，资金实力有限，如果投资超出了他们的承受能力，也无济于事。
如此巨大的工程量，想要降低成本，就必须要使用非常常见的原材料，哪怕是使用钢铁来修建，建造成本也高得吓人。
而且钢铁本身密度就很高，使用钢铁材料，轨道末端不可能达到上万米高度，光是自重就承受不起。
叶子书想了很久，同时还去虚拟图书馆翻阅了一些资料，终于研发出来了一种以C、N和O三种元素为主的复合型材料。
除了满足以上要求之外，最重要的是使用年限特别长，根本就不怕氧化，正常使用的话，使用上百年完全没有任何问题。
最重要的是，这三种元素从空气中就能找到，生产方式非常简单，不需要将元素分离开来，直接使用二氧化碳和氮气、氧气就能合成。
这只是其中一种材料，用于制造真空电磁轨道的外壳，内部还要有一套内芯，为此叶子书继续寻找合适的材料。
这是他在材料领域花费时间最长的一次，光是找齐材料，就花费了一个月的时间，几乎所有时间都泡在这上面。
材料是现代科技的基石，这一个月的时间里一共解决了300多种材料问题，覆盖了电磁轨道建设需要的所有材料种类。
做完这些暗自松了口气，接下来他需要解决材料的生产问题，材料是找到了，如何廉价生产出来也是必须要考虑的。
等他将生产工艺流程做完技术整理之后，时间又是半个月过去了，接下来他又要开始对电磁轨道发射器进行设计。
等这个设计完之后，他才考虑太空运载器的设计和制造问题，太空运载器不但要能安全发射出去，还要安全回到地面，也是一个不小的挑战。
等他将所有的事情都解决完了，时间已经到了8月份，他宅在家里将近三个月，除了吃饭和睡觉，就是工作。
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优点很明显，那就是可以利用现有的产业基础和技术体系，不用推倒重来，在产业建设阶段，花费的成本较低。
缺点也很明显，那就是上限有限，不管如何做，成本也不能降低太多，所以运行成本比较高，在大型太空项目上显得有点不合时宜。
当然，他手里肯定会有黑科技，例如将现有火箭发射需要的动力系统更换成电推进，这样就可以大幅减少携带能源的重量，能大幅增加有效载荷量。
至于电池密度不够，无法携带足够的电能，其实也有办法解决，不说小型可控核聚变，他还没打算这么早拿出来。
而是采用微波无线输电技术，直接在地面建设大型微波输电设施，对正在运行的火箭源源不断输送电力。
唯一的缺点就是微波输电技术功率较大，对周围的环境会造成一定的危害，但是这种缺点完全可以克服，只要建设在荒无人烟的地方就行。
我国大西北荒无人烟的地方太多了，有足够的场地建设这样的发射场，所以这个其实也算不上太大的缺点。
还有就是需要先进的电推进技术，至少目前的电推进技术实在是太落后了，远远达不到推动火箭发射的地步，能有1N的推力已经算是不错的电推进器了。
技术问题倒好解决，叶子书完全有能力提供足够大的电推进器，只是他认为火箭发射有明显的缺点，那就是无法发射大部件或不规则部件。
如果建设一般的空间站，采用这样的方案没什么问题，但是如果想要建设天空城，很多部件就比较大，而且也不都是规则形状。
采用火箭就显得不那么适用，甚至有些部件，采用火箭运输根本就办不到，所以他想了想，就放弃了采用这个技术路线。
第二个他想到的方案就是太空电梯，这是很多科幻小说当中描述的场景，就是在太空建设一个大质量的航天器。
该航天器在地球静止轨道，然后使用高强度、高韧性、质量轻的绳索，将航天器和地面连接固定起来。
然后在这些连接的绳索上安装可以爬升的太空天梯，直接将货物沿着连接绳索送往太空，这个方案既然出现在众多科幻小说当中，肯定是具有一定可行性。
最大的难题就是符合条件的绳索，如果没有合适的绳索，别说是往太空输送物资了，就是绳子本身的重量就足够将航天器拉回地面。
其实这种绳索他是有技术生产出来，自身密度之比空气密度高一倍多，抗拉扯强度却非常高，完全可以用作太空绳索。
只是如果采用这种方案，就必须要将地面固定点放在赤道上，而我国没有领土在赤道上，需要租借别人的领土，非常麻烦。
平时的话，人家为了赚点钱倒是不在意，但是如果有其他国家搞鬼的话，只要有更多的利益，随时都有翻脸的可能性。
而且太空电梯的载重量大小，取决于静止轨道航天器的质量，如果质量太小，每次运输的量也不算很大，成本不一定就低。
唯一的好处就是不需要那么大的加速度，如果用于人员运输的话，相比起火箭要友好得多，可以做到老少皆宜。
他虽然不想以最大的恶意揣测别人，但是到了他这个地位，已经不是傻白甜了，怎么可能把自己的命运交到别人的手里。
更何况想要让太空电梯拥有较高的有效载荷，光是静止轨道航天器的质量就不低，建设这样的航天器，本身成本就非常高。
也许建设一个这样的东西，成本就超过了白虎科技公司想要建设的空间站，只能说比现在的太空运输方式先进，但是还没有达到他理想的程度。
而且几根绳子悬浮在空中，静止轨道航天器还不能随便挪动，如果真有人捣乱，有的是办法，今后的烦心事肯定不少。
所以这个方案想了想，还是被他放弃了，而且总体建造难度还很高，成本也不低，最重要的是工期非常长，需要花费好几年时间才能建成。
第三种方案就是使用炮弹发射的方式，将物资运送到近地轨道，只是这个想法都是别人调侃的时候说的。
因为从现实考虑，几乎不可能，这种发射的方式，不说能不能将物资提升到需要的初速度，就是加速度也不是一般货物能够承受得起的。
要知道运送到太空的物资，大部分都是精密装置，如果加速度太大，很有可能还没有发射出去，就已经坏了。
更何况是运送人员，没有人能够承受得起如此高的加速度，所以看上去像是无稽之谈，却有人认证过，有一定的可行性。
肯定不是使用普通的炮弹发射方式，而是采用电磁轨道加速器来完成加速工作，这个常识大家都清楚。
只要电磁轨道建设得足够长，采用较小的加速度，依然可以加速到满意的初速度，将物资发射到太空里。
当然，这只是理论上，需要解决的问题有很多，首先就是如何做到让电磁轨道能够对大质量大体积的货物进行加速。
必须要有强大的电磁力作用于发射物上，而越大的电磁力就需要更大的电磁场，但是发射物本身就是精密的电子设备。
如果电磁场过大，会对发射物里面的电子设备形成严重的破坏，所以如何让发射物内部电子设备在高磁场环境下安然无恙很重要。
以为这样就完了，这个还只是小小的困难，最大的困难就是来自空气阻力，为什么很多战机理论上能够达到2马赫以上。
但是在实际作战的时候，很难达到这个速度，并不是飞行员不想，而是做不到，想要达到2马赫的速度，必须要在高空环境下才行。
距离海平面越近，空气密度就越高，同等条件向下，需要克服的阻力就越大，战机在高空下敢超过2马赫，低空也这么做的话，很有可能战机直接解体。
而电磁轨道加速度器想要将物资抛向太空，需要的初速度非常高，而初速度越高，空气阻力就越大，然后又需要更高的初速度，然后阻力又变得更大。
就算以上都克服了，由于需要太大的初速度，因此产生的发射成本是否划算，也是需要考虑的问题。
最重要的是，高速物体和空气产生的多重音障，对里面的物体和人产生的影响，是否能够承受得住还未可知。
以上就是这种方案遇到的技术难题，如果不能很好地解决这些问题，这个方案也就不可行。
优点也很明显，那就是不需要在别人的地盘作业，能够完全做到独立自主，也不用担心被人在太空干扰，发射效率更高。
第四种就是混合型方案，前期可以使用电磁轨道器提供一定的初速度，后面可以采取火箭助推器进行后续加速。
老M的航天飞机采取的就是类似这种方式发射，前期使用运输机为航天飞机提供一个初始速度，并且运输到一定高空，毕竟高度越高空气密度就越低，能耗就越低。
然后航天器从运输飞机上面启动发动机，脱离运输机，独自加速继续向太空飞行，这样需要携带的燃料更少。
当然还有其他更科幻的，例如反重力系统，在没有破解空间技术之前，谈反重力没有任何意义，以目前的科学水平，想都不要想。
按理说第四种方案，应该是比较成熟的方案，毕竟人家已经做过了，说明在综合考虑之下，这种方案是最可行，成本应该也是最低的。
但是他更倾向于电磁轨道加速器发射方式，原因很简单，那就是发射效率高，短时间内能向太空输送大量的物资。
如果仅仅是弄个空间站的话，第一种方式就足够了，采用电磁轨道加速器的话，反而成本非常高，光是建设一个电磁轨道就是一项巨大的工程，花费非常高。
但是他必须要为将来考虑，如果后续真的想要建设月球永久基地的话，凭借现在的物资输送效率，就有点不够看了。
而且电磁轨道加速器虽然建设成本高，但是使用的次数越多，平摊下来反而成本更低，当然这是忽略技术投入成本。
因为技术都是由他提供的，所以在技术研发投入上就要小得多，这是他发展电磁轨道加速器的优势之一。
除此之外，他旗下对于电磁轨道加速器也有很深厚的技术和产业积累，磁悬浮列车部分技术可以使用到这上面。
现在他需要做的就是降低电磁轨道加速器的建设成本，他想要建设的电磁轨道，最低出口速度应该达到9000米每秒，最高速度达到2万米每秒。
前者是满足近地轨道发射需要，后者是满足往火星和月球输送物资的需要，毕竟需要建设就要总体规划。
如果按照这个要求，电磁轨道加速器的总长度需要达到1万公里长度，采用的是环绕设计，如果都按照直线建设，以我国庞大的国土，也装不下。
为了避免低空空气密度较高带来的过热和阻力过大问题，整个轨道采取的是真空设计，在发射之前将轨道内的空气抽空。
除此之外，还需要让轨道的末端高度达到1万米以上，这个反而是挑战难度最大的，地球上的建筑达到800米左右就很难了，更何况是1万米的高度。
想要做到这些，首先就要从材料着手，除了满足电磁加速要求外，还必须是轻质材料，而且还必须要有足够的硬度和韧性。
他还需要解决高空气流对电磁轨道的影响，需要很多附属设计，以减少高速气流造成的破坏。
除了电磁轨道加速器之外，运载货物的飞船同样需要很高的技术要求，首先需要具有强大的抗磁性和电磁屏蔽功能，这是预防电磁轨道的磁场对内部货物产生破坏。
其次需要耐高温，或者是能够有效降低局部温度过高，不然那么高的速度和空气摩擦，分分钟就会被烧毁。
而且为了节约成本，这种飞船必须要能重复利用，如果每次发射都要重新造一艘的话，实在是有点划不来。
其实技术问题从来都不是叶子书所担心的，他有的是办法达到目的，除非像反重力这样远超现在科技水平的东西，他暂时拿不出来。
他需要考虑到是如何以更低廉的成本来实现，毕竟白虎科技公司只是一家企业，资金实力有限，如果投资超出了他们的承受能力，也无济于事。
如此巨大的工程量，想要降低成本，就必须要使用非常常见的原材料，哪怕是使用钢铁来修建，建造成本也高得吓人。
而且钢铁本身密度就很高，使用钢铁材料，轨道末端不可能达到上万米高度，光是自重就承受不起。
叶子书想了很久，同时还去虚拟图书馆翻阅了一些资料，终于研发出来了一种以C、N和O三种元素为主的复合型材料。
除了满足以上要求之外，最重要的是使用年限特别长，根本就不怕氧化，正常使用的话，使用上百年完全没有任何问题。
最重要的是，这三种元素从空气中就能找到，生产方式非常简单，不需要将元素分离开来，直接使用二氧化碳和氮气、氧气就能合成。
这只是其中一种材料，用于制造真空电磁轨道的外壳，内部还要有一套内芯，为此叶子书继续寻找合适的材料。
这是他在材料领域花费时间最长的一次，光是找齐材料，就花费了一个月的时间，几乎所有时间都泡在这上面。
材料是现代科技的基石，这一个月的时间里一共解决了300多种材料问题，覆盖了电磁轨道建设需要的所有材料种类。
做完这些暗自松了口气，接下来他需要解决材料的生产问题，材料是找到了，如何廉价生产出来也是必须要考虑的。
等他将生产工艺流程做完技术整理之后，时间又是半个月过去了，接下来他又要开始对电磁轨道发射器进行设计。
等这个设计完之后，他才考虑太空运载器的设计和制造问题，太空运载器不但要能安全发射出去，还要安全回到地面，也是一个不小的挑战。
等他将所有的事情都解决完了，时间已经到了8月份，他宅在家里将近三个月，除了吃饭和睡觉，就是工作。
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