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作者:幸运的球球     学霸的科幻世界txt下载     学霸的科幻世界最新章节 收藏本书

第四百九十三章 超导时代

    这一切争议,都随着2022年10份最新一期《探索》杂志的出版,被打破了。

    美国,马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市,麻省理工学院。

    一大早,巴勃罗·贾里洛·埃雷罗便来到了自己在麻省理工学院电气工程系的实验室内。

    作为2020年沃尔夫物理学奖的获得者,埃雷罗以发现扭曲石墨烯的超导现象而闻名于世。

    目前已经返回中国并且在中科大任教的曹源,正是他带出来的学生,在发现扭曲石墨烯超导现象的实验中,曹源起到了关键性的作用。

    但主导者,还是埃雷罗自己。

    甚至因为这项发现,埃雷罗还获得了2020年度的沃尔夫物理学奖。

    只是可惜的是,自从曹源回国之后,这两年,石墨烯超导的研究陷入低潮,不管是曹源团队还是埃雷罗自己的团队,都已经很久没有过进展了。

    直到三个月前,庞学林那篇关于超导新理论的论文,一下子震醒了埃雷罗。

    虽然庞学林的理论中只有纯粹的数学模型,但按照这一模型给出的结果,埃雷罗隐隐意识到,科学界一直在寻找的常温超导体,恐怕就要落在二维超导材料上面。

    这样一想,还有比二维石墨烯更加合适的超导材料吗?

    因此,最近这三个月,埃雷罗和他的团队一直在潜心研究庞学林那篇论文,试图在这篇论文的基础上,构建出整整意义上的石墨烯常温二维超导材料。

    但这种工作的难度很大,他们尝试过很多方法,可石墨烯的超导转变温度始终没能升上去,甚至没能从液氦温度上升到液氮温度。

    不过这也是没办法的事。

    搞科研有时候就是这样,是一个不断地试错过程,也许你花费了大量的时间和精力,但可能会一无所获。

    事实上不仅仅埃雷罗团队没什么发现,全世界有几百个团队做类似的工作,但始终没能找到理想中的室温超导体。

    埃雷罗原本还想联系一下自己的学生,看看曹源那边进度怎么样的。

    只是奇怪的是,不管是给曹源的邮箱发邮件,还是打他留下的电话,都没能联系上曹源。

    中科大那边反馈的消息说,曹源去钱塘实验室参加一个合作项目去了,短时间内可能回不来。

    这让埃雷罗隐隐有些不安。

    曹源去了钱塘实验室,让他一下子就想到了庞学林。

    事实上,就在今年上半年,钱塘实验室那边就曾经向埃雷罗发出邀请,希望埃雷罗能够加盟进来。

    只是被埃雷罗拒绝了。

    这倒不是因为埃雷罗的爱国心。

    埃雷罗是西班牙人,在美国待了十多年,迄今为止依旧没有加入美国国籍。

    他纯粹是因为自己在在麻省理工待得不错,不管是待遇还是科研经费,都属于顶尖的那一批。

    在这种情况下,他自然不会想着去中国开启一场全新的冒险。

    只是他怎么也没想到,庞学林竟然突然对超导理论起了兴趣,并且通过数学手段成功将各个流派的超导理论统一了起来,形成了一套全新的理论体系。

    而且在这之后,自己的弟子曹源竟然也和庞学林搅和到了一起。

    埃雷罗非常清楚曹源的水平。

    同样是少年成名,曹源是一位非常出色的实验物理学家,再加上在二维石墨烯材料领域研究浸淫多年,埃雷罗难以想象,曹源一旦和庞学林进行合作,这两人之间,到底会发生什么样的化学反应。

    在今天之前,这种担心一直在埃雷罗的心里。

    直到他的学生阿斯克举着一本最新出版的《探索》杂志,急匆匆地进入了实验室。

    “伙计们,最新消息,钱塘实验室庞学林、曹源、李长青团队发现了常压下转变温度高达353k的超导材料!”

    “什么?”

    实验室一下子沸腾了起来。

    埃雷罗手下十几名博士、博士后瞬间聚拢过来,围在阿斯克周围看《探索》探索杂志最新一期的封面论文。

    其中自然也包括埃雷罗在内。

    “353k的超导转变温度,怎么可能?”

    “353k条件下,普通的二维材料根本没办法正常存在。”

    “按照庞学林的理论计算,确实有这种转变温度的超导材料,但其他条件会变得非常严苛。”

    “现实世界会存在这种材料吗?”

    ……

    众人议论纷纷。

    但这种议论,随着阿克斯打开《探索》杂志,进入正文之后,一下子沉默了下来。

    “竟然是多壁碳纳米管!!”

    埃雷罗看着杂志上多壁碳纳米管内,一层层碳管蜷曲之后,形成全新的二维界面,瞬间让埃雷罗反应了过来。

    二维石墨烯转变温度低,按照计算,除了让石墨烯之间形成特殊的夹角以外,每个碳原子之间的距离间隔同样也有非常高的要求。

    这三个月,包括埃雷罗团队在内,全世界数百个团队提出了数千种方案,可没有一种方案是可行的。

    埃雷罗怎么也没想到,庞学林和曹源团队真将这种材料弄出来之后,竟然如此简单。

    阿斯克喃喃自语道:“我们怎么就没想到呢?!”

    另一名学生乔安娜道:“多壁碳纳米管,确实没有比这种材料更加合适了,微观层面上,它本身就带有二维材料的特性,而宏观层面上,它又形成了多层次的三维结构,这种材料太完美了。如果我们能够早点想到这种材料,恐怕……”

    还没等乔安娜说完,埃雷罗摇头道:“就算我们提前想到也没用。”

    “提前想到也没用,为什么?”

    乔安娜看向埃雷罗道。

    其他学生也纷纷将目光聚焦到了埃雷罗身上。

    埃雷罗苦笑道:“全世界好几百个团队,我敢肯定,不止庞学林一个团队想到了这种材料可能存在室温超导体。可是为什么庞学林团队取得了成功?”

    “为什么?”

    埃雷罗苦笑道:“目前常用的碳纳米管制备方法主要有化学气相沉淀法,电弧放电法,热解聚合物法,气体燃烧法和激光蒸汽法等等。这种方法制备出的碳纳米管,往往纯净度很低,各种尺寸不一的单壁和多壁碳纳米管混合在一起,想要在这种情况下找出符合我们要求的多壁碳纳米管,你们觉得这里面的难度大吗?”

    乔安娜等人不由自主地点了点头。

    听埃雷罗这么一说,他们一下子就明白了这里面的难度。

    阿斯克说道:“我知道了,教授,你应该说的是飞刃材料吧?”

    “什么飞刃材料?”

    乔安娜好奇道。

    阿斯克道:“这几个月你们都在研究庞学林那篇论文,可能没怎么关注材料界的新闻。就在两个月前,在第二期《探索》杂志中,报道了钱塘实验室发明了一种由超长单壁碳纳米管组成的碳纤维材料,这种材料就被称作是飞刃材料。据说,这种材料的强度是t1000碳纤维材料的十倍以上,韧性更是超过钢铁百倍,堪称世界上最强的材料。”

    乔安娜脸上露出震惊之色,说道:“阿斯克,你说的这种材料,又是那位庞教授搞出来的?”

    阿斯克点了点头,苦笑道:“到现在材料学界都还没搞明白这种材料到底怎么制造出来的,据说他们单根单壁碳纳米管的长度达到了公里级,中间几乎没有任何缺陷,成千上万跟这种单壁碳纳米管组合起来,才形成了头发丝粗细的飞刃材料……你们想想,钱塘实验室既然能制造这种飞刃材料,那对他们而言,制造出符合要求的多壁碳纳米管,似乎也没那么难了吧?”

    经过阿斯克这么一解释,乔安娜等人顿时也回味过来。

    乔安娜忍不住惊叹道:“埃雷罗教授,如果这个成果没什么问题的话,那岂不是意味着,明年的诺贝尔物理学奖,又将是那位庞教授的囊中之物?”

    埃雷罗点了点头,苦笑道:“恐怕便是如此了,你们那位师兄曹源是这篇论文的三位通讯作者之一,恐怕他拿诺奖的概率也同样不低。”

    一时间,整个实验室陷入了沉寂之中。

    与此同时,相同的一幕,发生在全球各地千千万万个类似的实验室内。

    几乎所有人都被钱塘实验室这一最新的成果给震住了。

    虽然早在几个月前,庞学林就提出了全新的超导理论体系。

    但即使再怎么看好庞学林,也没人能够想到,短短三个多月的时间,庞学林和他手下的团队竟然真的搞出了常温超导体。

    这是继1911年,超导材料被荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯发现以来,跨时代的成就。

    历史上,无数物理学家试图将超导转变温度提升到300k以上,做的最好的也不过是德国人搞出的253k,而且还是在几百万个大气压条件下形成的。

    这个和庞学林他们所取得的成就根本没办法相提并论。

    物理学界、材料学界沸腾的同时,全球各大媒体也再次沸腾起来。

    新华社:“首都时间今天凌晨两点,庞学林教授领衔的超导材料研发团队在第四期《探索》杂志上正式发布了一篇全新的超导材料论文,在这篇论文中,庞学林团队成功找到了353k条件下的超导材料。这种超导材料的出现,对于整个科学界以及产业界,都将是一个划时代的进步……”

    法新社:“庞学林团队再创奇迹,中国天才科学家成功找到室温常压下呈现超导状态的新材料,这一发现有望改变全球产业生态,并且对未来的轨道交通、电力设施、电气自动化产业以及航空航天等领域都产生非常重大的影响……”

    共同社:“继锂空气电池时代后,超导时代来临,中国国宝级科学家庞学林再次引领时代,他必将成为人类历史上最伟大的科学家之一!”

    路透社:“没有任何语言能够咱们庞学林所取得的惊人成就,新型超导材料的出现,将会再次推动中国在新科技革命上持续领跑,在盎格鲁萨克逊民族日渐衰弱的当下,遥远的东方,一个古老的民族正冉冉升起……”

    美联社:“错过了锂空气电池革命后,我们还会继续错过超导革命吗?答案似乎不言而喻,只要那个年轻人还在中国,未来我们似乎很难看到赶超的希望……”

    ……

    相比于媒体上的风潮,国内舆论反而显得要平静许多。

    就连沙雕网友们,反应也显得淡定了许多。

    “为什么对这个新闻我会没有感觉多少意外呢?哈哈,好像已经习惯了!”

    “庞教授又出成果了?庞教授又上头条了?我们的科技又要进步了?咦,我为什么要说又呢?”

    “哈哈,我就说嘛,三个月前庞教授搞出那什么超导理论的时候,我就觉得超导材料可能要突破了,学术界居然还争论得沸沸扬扬,这有什么可争论的,庞教授什么时候让我们感到失望过吗?”

    “锂空气电池,飞刃材料,室温超导材料,下一个是不是该核聚变反应堆了?”

    “今天刚刚入手一台比亚迪的金龙电池汽车,真香……室温超导材料出现,接下来超导电机也应该用上了吧。不过我最期待的还是接下来的高铁大升级,这种超导材料只要能够实现实现工业化制造,接下来传说中的真空管道磁悬浮列车似乎也不再成为问题了,感觉对未来越来越期待了……”

    “还记得去年下半年爆出的电磁弹射航天发射系统项目吗?当时很多人还信誓旦旦说这不靠谱那不靠谱,这才过了多久,飞刃材料出来了,超导材料出来了,接下来还有啥?除了大功率电源(电容),在理论层面上,不存在无法克服的难题了吧,剩下的纯粹就是工程层面的问题了!”

    ……

    相比于超导材料所能带来的新科技革命,更多的人则将关注的目光放在了诺贝尔物理学奖上面。

    “去年庞学林教授刚刚拿到了诺贝尔化学奖,明年诺贝尔物理学奖恐怕也会是庞教授庞教授囊中之物了吧?!”

    “不出意外的话,应该就是这样了,菲尔兹奖,诺贝尔化学奖,诺贝尔物理学奖,三大顶级奖项加身,庞教授可以飞升成神了!”

    “你们说这样下去,庞神能够超越爱因斯坦吗?”

    “就目前而言,超越爱因斯坦还够呛,毕竟庞神除了数学上的成就,剩下的都是应用层面的成就,即便是超导理论,涉及到基础物理学的也不多。不过如果把牛顿、爱因斯坦划一档的话,庞教授应该足以排在第二梯队前列了!”

第四百九十四章 921火箭

    相比于外界的纷纷扰扰,庞学林并没有受到太多的影响。

    超导材料不过是众多科技树中的一个小小的分支,纵然会对这个时代产生非常重大的影响,但放眼未来,室温超导材料只能算是人类攀登科技树进程中的一小步。

    倒是钱塘实验室,再次在国内外火了一把。

    很多人都认为,钱塘实验室的出现,使得中国第一次拥有了一家足以抗衡美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的顶级实验室。

    当然,这篇论文所产生的影响远不止于此。

    在这篇论文发出之后,全球各国科学家的简历再次如同雪片一般飞入钱塘实验室的邮箱。

    如果说上一次,钱塘实验室刚刚开始组建的时候,主要招聘对象是针对全球顶尖的华人科学家的话,那么这一次,则真正吸引了全球科学家的目光。

    毕竟不是谁都能视诺贝尔奖于无物的。

    不管是柯顿·沃克,还是曹源,李长青的遭遇,都证明了和庞学林合作,就有机会产出重大科研成果,有机会获得重量级奖项。

    更不用说,这个时代的中国,国力蒸蒸日上,通过金龙电池一举粉碎了西方国家对中国的科技封锁,不管是工业产值,还是整体经济实力,都是几乎可以与美国比肩的超级大国。

    而来中国之后,能够提供的各项待遇以及科研经费,也不比在美国少上多少。

    庞学林甚至在求职的建立中看到了曹源曾经的导师埃雷罗的身影。

    与此同时,曹源、李长青等人,也因为这篇论文受益匪浅。

    作为这篇论文的共同通讯作者,外界普遍认为,曹源和李长青将有望和庞学林共同分享明年的诺贝尔奖。

    甚至在央视采访团队过来的时候,庞学林也委婉地拒绝了上镜的邀请,而是让央视团队将更多的镜头放在曹源、李长青他们身上。

    对于舆论上的纷纷扰扰,庞学林并不在意。

    对庞学林而言,荣誉、金钱、权力、地位都已经走到了科学界的巅峰,甚至他的一言一行,都足以改变国家未来的发展和政策规划方向。

    因此,庞学林现在反而开始有意识地减少自己的曝光度,培养人才的同时,将更多的精力放在将位面世界获得的各种科技如何在现实世界中重现上面。

    ……

    2022年10月底,一架由运-9改装而成的运电-9飞机缓缓降落在海口美兰国际机场。

    这架运电-9虽然挂着运字头,实际上却是由中航工业一架全电客机,也是人类历史上第一架真正意义上的全电动客机。

    这架客机由运-9运输机改装而成,但除了外观以外,无论是航电系统,还是飞机内部结构,都和原来的运-9运输机没有任何的关联。

    十吨的锂空气电池组,分别被安装在了机翼以及机体内各个区域,使得整架飞机拥有了超过五万公里的航程,可以在天空中连续不间断飞行一百二十小时。

    据说军方已经将这项技术应用于预警机、反潜巡逻机、电子战机等平台,使得中国空军的软性力量得到大幅度增强。

    雷达功率增大一倍,可以在空中连续飞行三天三夜的超级预警机。

    拥有超级续航里程,可以覆盖整个太平洋的反潜巡逻机。

    还有各种电子战设备功率都得到大幅度提升的电子战飞机。

    大幅度压缩了美国海空军在西太平洋的活动空间。

    当然了,配备给庞学林的这家运电-9,自然和军用没什么关联。

    飞机内部的各种装饰采用了最顶尖的材料,飞机内拥有卧室、厨房、洗漱间、会议室、办公室等等,因为采用了低噪音的电动螺旋桨,整架飞机的静音性能绝佳,相比于庞学林之前经常乘坐的喷气式客机,简直一个天上,一个地下。

    “庞教授,欢迎来到海南!”

    机场内,身着军装的陶永昌将军握着庞学林的手微笑道。

    这次庞学林来海南,一方面要参加电磁弹射航天发射系统的选址工作。

    另一方面,则是前往文昌,观摩921火箭的发射盛况。

    虽然庞学林在提出电磁弹射航天发射系统后,高层将大量经费转入到了这个工程项目中去。

    但中国的传统航天发射项目,并没有受到太大影响。

    这两年,中国的各个航天项目发展迅猛。

    空间站工程就不必说了,作为航天口的天字第一号项目,这两年,长征五号乙运载火箭不断将空间站的核心舱、实验舱发射升空,成功在近地轨道组建了中国第一个大型空间站。

    与此同时,嫦娥五号、火星探测工程也进展顺利。

    嫦娥五号无人探测器完成了月球软着陆以及无人探测器返回过程,使得中国成为继美、俄之后第三个完成着陆月球并且重返地球的国家。

    而火星探测项目,也让中国成功在火星上投放了第一辆火星车。

    可以说这几年国内的科技热潮,除了庞学林带动外,航天口的胜利也功不可没。

    唯一让航天人感到有点郁闷的就是,正当他们开始展望下一个十年的成就时,庞学林突然杀了进来,直接瓜分了航天口将近三分之一的经费。

    虽然这笔钱不用从航天口出,但接下来几年,中国的航天经费想要再有所增长,难度就很大了。

    “庞教授,我给你介绍一下,这位是921火箭总设计师刘雪松院士!”

    “刘院士,您好!”

    庞学林主动和刘雪松打了声招呼。

    “庞教授,你好,欢迎前来观摩921火箭首飞任务!”

    刘雪松语气显得有些冷,上次的香山会议,他并没有在场,虽然他知道眼前这位年轻人的能耐,但对于庞学林能否搞出电磁弹射航天发射系统,刘雪松却并不看好。

    一方面因为电磁弹射航天发射系统的科学难关众多,工程难度极大,另一方面,那就是纯粹的私人观感了。

    毕竟庞学林相当于将手伸到航天口抢食,刘雪松没意见才怪。

第四百九十五章 文昌航天发射中心

    庞学林并没有在意刘雪松的冷淡。

    他这次之所以去观摩921火箭首次发射任务,最重要的原因就是921火箭搭载了未来电磁航天发射系统所使用的空天飞机的4:1缩比验证机。

    虽然是10:1缩比验证机,但实际上,这款空天飞机却拥有完善的电子设备、动力系统以及空间生命支持系统,总质量达到了四十吨,再加上空天飞机携带的近十吨燃料,这架微缩版空天飞机完全可以用来执行外层空间的各种任务。

    至于921火箭,算是中国版的重型猎鹰。

    该火箭采用三级半cbc构型,由芯一级火箭与两枚助推器共21台yf-100k泵后摆液氧煤油发动机构成起飞级,可产生2700吨推力,火箭最大起飞重量约2200吨,芯二级为2台yf-100k高空版液氧煤油发动机,芯三级则是3台yf-75d氢氧发动机,在执行月球轨道任务时入轨速度可达10.9公里/秒(约32马赫)。

    这是一款为载人登月而生的国之重器,由于该型火箭的载人属性加上是由载人航天工程办公室提出并且推动的,于是便以载人航天工程921代号为之冠名为“921火箭”。

    虽然随着电磁弹射航天发射系统的立项,航天系统下马了长征九号项目,但921火箭却得到了保留。

    只要电磁弹射航天发射系统取得成功,那么这款火箭很有可能会成为中国化学动力火箭的绝唱。

    “庞教授,老刘这人性子有些倔,不过他没什么坏心思,您别介意啊。”

    庞学林和陶永昌坐一辆车,刚上车,陶永昌便连忙说道。

    刚才迎接庞学林的时候,刘雪松的表现可不算热情,甚至隐隐还有些抗拒。

    刘雪松虽然是运载火箭领域的大牛,但庞学林可是中国当前学术界的标志性人物,陶永昌自然不希望庞学林对刘雪松产生不好的印象。

    庞学林笑了笑,说道:“陶将军,放心吧,刘院士对我有意见也正常,毕竟电磁弹射航天发射系统算是抢了运载火箭的饭碗,我这次过来只看不说,不会让你在中间难做的。”

    “那就好。”

    陶永昌顿时松了口气。

    海口到文昌才六十多公里,开车才不到一小时。

    抵达文昌航天发射场的时候,庞学林先是在下榻的酒店休息了一下,下午则在陶永昌的陪同下参观起了文昌航天发射中心。

    航天发射与发射场的纬度高低密切相关,距离赤道越近、纬度越低,发射卫星时就越能借助接近赤道的较大线速度以及惯性产生的离心现象,因此所需要的能耗就越低,使用同样燃料可以达到的速度也越快。

    酒泉、太原、西昌发射中心的地理纬度分别为北纬41°、38°和28°。而文昌的地理纬度为19°,比其他三个发射场的地理纬度都低。

    而海南岛是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区,因此也成为建设航天发射场的最佳位置。

    据估算,同一枚火箭在文昌进行发射,运载能力可以提高7%~15%,同种型号的火箭在文昌发射可以将运载火箭有效载荷提高300多千克,节约的星用燃料也能够提高航天器入轨精度,延长航天器使用寿命1~2年。

    早在上世纪七十年代,中国就计划在海南岛建设航天发射场,但由于中国面临较为复杂的国际形势,出于国防安全原因的考虑,中国不得不将航天发射场设置在更为隐秘和安全的内陆地区。

    进入二十一世纪以后,国际形势转变,为适应我国航天事业的可持续发展,满足新一代运载火箭和新型航天器发射任务需求,中国才正式开启文昌航天发射中心的建设。

    2014年,文昌航天发射中心正式完工,成为中国最先进的航天发射中心,主要用来发射长征五号系列和长征七号系列运载火箭。

    新一代的921火箭也放在了文昌航天发射中心。

    之所以选在这里,原因很简单。

    不管是921火箭还是长征五号系列火箭,芯级直径都达到了五米。

    而中国陆路交通运输中,货物经过隧道的最大宽度为3.35米。

    于是3.35米也就成了长征二号、三号、四号运载火箭芯级的标准直径。

    直到文昌航天发射中心建成,运载火箭可以通过海运直接抵达文昌,中国的运载火箭这才突破了3.35米的直径限制。

    航天中心的发射塔下,陶永昌正陪同庞学林参观这座将于明天发射的庞然大物。

    “这就是921火箭了!”

    巍峨的发射塔下,庞学林抬头看着眼前高度达到九十米的超级火箭。

    洁白的箭体上,中国航天几个字格外醒目。

    921火箭采用了采用了cbc构型主芯级和两个助推器的直径都达到了五米,光杆主芯级起飞推力840吨,3个cbc模块的构型合计起飞推力2520吨。

    加燃料质量超过五十吨的空天飞机就位于火箭的顶部,被整流罩彻底覆盖了起来。

    “庞教授,这架缩比达到4:1空天飞机测试成功的话,那么我们接下来就会正式开展电磁弹射版空天飞机的研发工作了,你说我们真的能成功吗?”

    庞学林看着高耸的921火箭,笑了笑道:“陶将军,放心吧,有我在呢!”

    陶永昌和庞学林对视了一会儿,这才笑了起来,说道:“庞教授,我相信你不会让我们失望的。”

    参观完发射塔,庞学林又专门去见到了参与此次发射任务的工作人员。

    这些航天人的年龄大部分都在三十五岁以下,见到庞学林的时候,一个个仿佛见到了大明星一般,将庞学林围得水泄不通。

    相比于航天界的高层,他们对庞学林就只有纯粹的崇拜了。

    甚至还有人专门拿着小本本找庞学林要签名。

    当天晚上,陶永昌还安排了一场热闹的晚宴,欢迎庞学林的到来。

    因为处于任务期,宴会上大家都是用饮料代替酒精。

    刘雪松只是和庞学林碰杯的时候聊了两句,大部分时间都比较冷淡,庞学林倒没怎么在意,自顾自找其他人聊天。

第四百九十六章 发动机超温

    921火箭发射时间被安排在第二天下午,也就是10月30日下午五点半。

    整个发射中心早在一个月前就开始忙碌起来,为这场重要的发射做准备。

    庞学林只是被邀请过来观摩火箭发射的客人,除了参观一下发射中心,为参与此次发射任务的工作人员鼓鼓劲,倒也没有其他什么事。

    第二天清晨六点,庞学林换了身t恤短裤运动服,准备出门跑步。

    虽然基因优化剂大幅度改善了他的身体,但只要有时间,庞学林还是会坚持早起跑步的习惯。

    在江城的时候,他每天拉着齐昕一起跑,偶尔左亦秋和周辰也会跟着加入进来。

    在这里,也就只有左亦秋跟着他了。

    庞学林打开房门,便看到住在自己对面的左亦秋也穿了一身紧身运动服出来。

    “庞教授,早上好!”

    “早上好!小左,一起跑两圈?”

    “好。”

    两人出了专家楼,沿着柏油路一路小跑。

    清晨的空气清新湿润,海风拂面而来,清清凉凉,感觉很舒适。

    文昌卫星发射中心靠近海岸线,周围都被郁郁葱葱的热带植被所包围,环境非常不错

    两人沿着火箭总装厂房附近的柏油路一路小跑,不知不觉就来到了发射塔附近。

    巨大的921火箭巍然屹立,火箭的下方,则是深陷在地底下的大型水槽,火箭发射时的温度高达三千摄氏度,因此,在发射台地下,设置了一个倒三角型的导水槽,深二十二米,围在发射塔底端,将会在火箭发射之后,将温度降至一千度,保证地面装置安全。

    火箭的燃料加注口,还不时冒着白雾。

    那是液氢液氧沸腾汽化后,因为低温使得附近水蒸气凝结产生的白雾。

    921火箭的一级二级是液氧煤油发动机,三级则采用了氢氧发动机,由于液氢液氧加注满以后会不停地挥发,因此低温燃料加注会一直持续到发射前一小时。

    庞学林和左亦秋绕着发射塔跑了一圈,这才返回专家楼。

    上午没什么事,庞学林一直在房间里待着,一直到下午三点,他才在陶永昌的陪同下前往指挥控制中心。

    庞学林虽然经历过诸多科幻世界冒险,但像现实世界这种火箭发射任务,他倒还是第一次见。

    发射指挥控制大厅内井然有序,每个人都在忙着自己的事,庞学林的到来并没有引起太大的轰动。

    “助推1,3疑似液氧泄露故障已排除,各号跟进状态,进入-3小时程序。”

    “重置点火时间为18:01。”

    “明白!”

    大厅内时不时响起口令声。

    陶永昌见庞学林有些好奇,解释道:“庞教授,刚才应该是出了点小故障,不过看样子没什么大碍,不会影响正常发射。”

    庞学林笑着点了点头。

    航天本来就是一项高风险的工程,在发射准备过程中出现各种小毛病很正常,一般都不会影响正常的发射。

    这时,刘雪松也发现庞学林来到了指控大厅,主动迎了上来:“庞教授,欢迎来莅临指导。”

    庞学林笑道:“我只是个外行,今天就带了双眼睛过来,指导什么的那真是见笑了。”

    刘雪松笑了笑,也没多话。

    陶永昌道:“老刘,刚刚那个液氧故障是怎么回事?”

    刘雪松道:“1,3号助推那边液氧加注口接驳有点问题,已经解决了。”

    陶永昌道:“那就好,希望这次发射一切顺利。”

    921火箭是新火箭,一般这种全新型号的火箭,发射风险都比较大。

    比如前几年的长征五号,第二次发射失败,直接导致中国空间站、嫦娥五号、火星探测器等重点项目延后了两年。

    这次921火箭发射,首发的又是中国倾全力打造的空天飞机验证机,不管是陶永昌还是刘雪松,身上的压力都不算小。

    如果放在以前,高层根本不可能将空天飞机验证机这样的金贵载荷直接拿到新火箭上去做试验。

    也就因为庞学林搞的金龙电池收割全球资本,赚钱太过容易,中国这才财大气粗地在921火箭第一发上面就直接装上了空天飞机验证机。

    刘雪松陪着庞学林和陶永昌聊了会儿天。

    他虽然是921火箭的总设计师,不过发射过程倒不用他操心。

    他在现场和干的活和庞学林差不多,也就起到一个吉祥物的作用。

    时间一分一秒过去,不知不觉,就到了下午四点多。

    现场时不时响起指挥员的指令。

    “燃料加注完成,加注口脱离。”

    “指挥塔工作人员撤离。”

    “90分钟准备。”

    “最新气象预报显示,发射窗口一切正常。”

    “发动机开始预冷。”

    ……

    各种指令不时响起。

    就在这时,现场突然响起一阵警报。

    “滴滴,一级预冷失败,发动机超温,一级预冷失败,发动机超温……”

    大厅内的气氛一下子紧张了起来。

    很快,01号发射指挥员指令下达:“110暂停液氧排放,暂停煤油填充,各系统保持状态,暂不进入60分钟程序。”

    庞学林、陶永昌、刘雪松他们也停止了交谈,刘雪松脸上的表情有些凝重,说道:“庞教授,不好意思,我先过去看看怎么回事。”

    庞学林和陶永昌对视一眼,也连忙跟了上去。

    指挥控制中心大厅的专家们很快聚拢过来,开始讨论这一故障。

    对于发动机预冷失败超温这个问题,庞学林还是有一定了解的。

    对于液氧煤油发动机和液氢液氧发动机来说,低温推进剂的沸点很低,常温下都处于气态,在贮存和输送过程中很容易产生汽化,并出现气液两相流,因此容易对发动机和增压输送系统造成不良甚至是破坏性的影响。

    要避免这些影响,发动机在工作时应使推进剂维持液态。

    因此,启动前必须对发动机及其增压输送系统进行充分预冷。

    如不预冷,或预冷不充分,管路及泵组件的温度就要比液体推进剂的温度高很多,这样,在发动机启动时,推进剂就要以气相或气液两相混合流体的状态进入管路和泵等组件。

    发动机和泵在这种条件下不能正常工作,会引起泵的气蚀、飞转,或延长启动时间和推力爬升的时间,导致压力和流量的波动、失速运行、富氧燃烧等现象,严重的可以使启动完全失败。

    而预冷就是在发动机启动前,利用贮箱中的介质或地面其他低温介质对输送系统和发动机进行冷却,以达到允许的温度,保证泵的可靠工作。

第四百九十七章 问题在哪里?

    指挥控制中心大厅内,921火箭发射总指挥王宇,921火箭总设计师刘雪松,主抓921芯级和氢氧发动机的航天六院11所技术主管副所长刘勇,研制液氧煤油发动机的航天六院西安11所所长吴春民,承担发动机地面试车和提供液氢燃料的航天101所李永华,研制地面安全遥控系统的中电科54所航天专业部高俊龙等一群大牛正在紧张地讨论。

    庞学林和陶永昌则站在一旁听着。

    一般情况下,如果发动机预冷失败,箭体超温,对于这种采用液氧煤油和液氢液氧发动机作为动力的低温火箭而言,是根本不允许执行发射任务的。

    而低温火箭燃料加注后有效发射时间只有二十四小时,再考虑到发射窗口的因素,留给众人探讨的时间非常有限。

    发射总指挥王宇道:“卫星那边刚刚发来消息,本次发射窗口为17:30到19:00,最晚可以推迟到19:30。现在是16:40,考虑到发射前预留一小时进行发射相关准备工作,我们现在差不多还有一小时的时间来解决问题。老吴,煤油机还有上面的循环预冷系统是你们所做的,你跟大家说说前方传回的情况吧。”

    吴春民点了点头,说道:“前方传感器传回的数据显示,循环预冷2.5小时以后,循环预冷总耗液量547.76 kg,但泵壳温度比我们预期的还要高出15k,这很不正常。泵壳温度是衡量预冷效果的一个重要参数,我们通常把泵壳温度低于某一规定值作为预冷好的标志,并以此作为发动机的启动条件。这次芯级发动机我们使用了改进版的yf100k,采用的是自然对流循环预冷模式。这种模式主要就是在发动机主阀前引出一段管路,接入贮箱,我们称这段管路为回流管。预冷开始,推进剂从贮箱流入输送管路,经过泵前阀、泵腔,进入回流管,然后由回流管流经回流阀,回到贮箱。”

    吴春民顿了顿,继续道:“在该系统中,我们没有外加驱动装置,流动仅由回流管与输送管内推进剂的密度差所驱动,所以称此为自然对流循环预冷。产生密度差的原因是由于推进剂的低温特性,环境空气形成一个相对的高温热源,推进剂进入管路后受热汽化,密度变小,从而产生回流。为了增强回流管与输送管路内推进剂的密度差,使循环顺利进行,保证对泵的充分预冷,通常在自然循环预冷中加入一段引射。从回流管路上接入引射管,以氦气作为引射气源,在适当的时候,进行短时间的氦气引射,增强循环。”

    “老吴,那有什么解决方案吗?”

    刘雪松道。

    吴春民道:“我建议组织一级氦配气台操作手返回操作岗位,接通d7吹除,进行半小时左右的氦气引射,增强循环,看看能不能把泵壳温度降下来。”

    王宇环顾四周:“大家都没什么意见吧?”

    众人均摇了摇头。

    王宇道:“行,那先按老吴的方法进行操作,另外命令抢险人员就位,如果预冷还是没能成功,阵地开始进行终止发射流程的准备工作。”

    “是。”

    王宇的命令很快下达下去。

    指挥中心正前方的大屏幕上,开始将画面切换到前方发射塔内的场景。

    整个指挥控制大厅都安静了下来,所有人都耐心得等待着前方的消息。

    王宇、刘雪松、刘勇、陶永昌他们时不时窃窃私语。

    这时,庞学林低声问吴春民道:“吴教授,这样有把握把泵壳的温度降下来吗?”

    吴春民看了看庞学林,摇头苦笑道:“不确定,循环预冷过程十分复杂,涉及的物理现象繁多:预冷开始,处于室温的管路系统形成一个相对于低温介质的高温热源,介质进入管路后急剧汽化,沿着管路会出现纯液、不同比例的汽液两相,以及纯气流动。与此同时,管道内壁受低温流体的冷却作用,会放出热量,并使管壁温度降低,而空气温度不会发生太大变化,这样,管壁与外界空气之间就存在温度梯度,并由此产生一个从外向内传递的热流。随着预冷的进行,管壁温度逐渐降低,管内的流体状态分布也不断发生变化,直到某个时刻,壁温不再降低,外界传入的热流不再发生变化,管路上各点的流体状态也就不再变化,预冷就会达到稳定。这里面,我们最关注的就是系统稳定后的各项参数分布,特别是泵壳温度。在此前的实验过程中,循环预冷系统都没出现过问题,没想到临发射前却出了状况,关键是,循环预冷耗液量和我们理论计算相当,但温度却高出15k,这里面肯定存在问题。如果通过氦气引射增强循环的方法还是不行的话,那这次发射任务只能取消,等我们对循环预冷系统进行进一步改进后才能重新发射了……”

    庞学林想了想,说道:“你这边有煤油机循环预冷系统的设计方案不,方便给我看下嘛?”

    “当然方便!”

    吴春民笑道,朝一名工作人员招了招手,让他拿来了yf100k的设计手册。

    王宇、刘雪松他们也只是看了两眼,并没有太过在意。

    庞学林虽然名声很大,但大多数成就都在数学和自然科学领域,像火箭这种专业性极强的应用工程领域,他们也没指望庞学林能帮上什么忙。

    庞学林却毫不在意,通过设计手册的目录页,直接找到循环预冷系统理论计算部分。

    循环预冷系统的理论计算主要分为两个方面,第一个就是耗液量计算,另一个则是循环计算。

    手册中通过一系列计算从理论上对自然循环预冷进行了分析,计算内容包括预冷耗液量和稳态的数值计算。从数值计算的结果来看,发动机的氧系统采用自然循环预冷效果良好,基本上也没什么设计上的大毛病,正常情况下,在临近发射阶段不应该出现如此大的纰漏。

    庞学林的眉头不由得皱了起来。

第四百九十八章 我来试试

    时间一分一秒过去。

    半小时后。

    “指挥中心,指挥中心,氦气引流完成,泵壳测温依旧高出标准温度15k……”

    前方传回的消息,使得指挥控制中心大厅内的气氛一下子变得凝重了起来。

    “老吴,还有其他办法吗?”

    发射总指挥王宇道。

    吴春民摇了摇头,苦笑道:“自然循环预冷模式虽然简便,但这是目前唯一可以采取的措施,其他办法就算有用,也需要时间,发射窗口太近了,我们根本没有足够的时间去完善一套新的预冷方案。”

    “超温15k的话,发射风险大概有多大?”

    “不好说,但很有可能会对发动机点火产生影响。”

    王宇又将目光转向刘雪松:“老刘,你什么想法?”

    刘雪松道:“航天发射容不得半点侥幸,我们不能让一颗问题火箭上天!”

    “这样的话,这次发射恐怕只能取消了。”

    “就算取消,想要找出预冷系统的故障,恐怕也不是一时半会的事。这样不但对921火箭后续项目产生影响,即使空天飞机项目进展,恐怕也会产生很大的影响。”

    一时间,大厅内众人议论纷纷。

    刘雪松看了眼站在一旁沉默不语的庞学林,有些无奈。

    原本他还想邀请庞学林过来,让他看看921火箭这枚代表中国航天界最高水平的一个产品,没想到在发射前出了这么大的纰漏,凭白让人看轻了。

    王宇道:“实在不行的话,只能下令终止发射程序,延缓本次任务了。”

    “等等!”

    就在这时,庞学林的声音忽然想起:“吴教授,你刚才说有办法完善一套新的预冷方案,是什么方案?”

    吴春民微微一愣,说道:“还有一个办法,就是排放式预冷,就是在发动机启动前,常压状态下,打开泵前阀和预冷排放阀,低温推进剂在贮箱压力作用下,流经泵前管路、泵,最后在推进剂主活门前由预冷排放阀排出。由于推进剂在短时间内大流量排出,需要进行射前补加,以补充预冷消耗的低温推进剂。这样,不但推进剂浪费要比循环预冷多出不少而且排放式预冷还有几个问题。”

    “什么问题?”

    “第一个问题,排放式预冷要在很短的时间内(约5min)排出数百公斤的液氧,在射前必须对贮箱进行补加。而大量液氧的排出,需要一些相应的管路和地面处理设备。相反,循环预冷的耗液是在三小时产生的。整个过程是连续的,不会因为预冷给射前带来特殊的操作,而且,用于预冷的液氧回到贮箱,排出的只是气相成分,因此不需要专门的地面处理及管路设备。所以,采用循环预冷能使射前操作和地面设备得到很大程度的简化。第二个问题,低温推进剂经过长时间的地面加注管路时,吸收了外界热流使温度升高,高温推进剂进入贮箱,使贮箱中整体推进剂温度上升,推进剂品质下降,想要达到我们预期的温度,对于排放出的推进剂重量要有一个极为精准的数学模型。问题是921火箭采用了循环预冷的方式,我们想要临时改为排放式预冷,那么就需要进行非常复杂的计算,现在距离发射窗口关闭只剩下两个多小时的时间,除去其他发射前准备工作,真正留给我们做理论计算的时间只有不到一小时,我们根本不可能在这么短的时间内完成如此复杂的计算工作。”

    庞学林道:“那排放式预冷的处理设备有吗?”

    这时,发射总指挥王宇插嘴道:“这个倒有,我们的发射塔按照不同的火箭准备了好几套系统,921火箭想要采用排放式预冷的话,发射塔可以提供配套设备。”

    庞学林淡淡一笑,看着王宇道:“王指挥,能让我试一下吗?半小时内,我搞定排放式预冷所需排放的液氧数量,发射程序呢,也继续同步推进。”

    “半小时?!庞教授,你有把握吗?”

    王宇皱了皱眉,有些犹豫。

    刘雪松、陶永昌他们也一脸震惊地看着庞学林。

    吴春民更是不由自主地皱起了眉,他可是非常清楚预冷系统所需的计算量有多么恐怖的,在进行预冷计算的过程中,不可避免地要对两相流进行求解。

    计算和分析两相流动的模型,主要有均相模型、分相模型和滑移流模型。这几种模型中,均相模型难度最小,滑移流模型难度最大,而排放式预冷所采用的,恰恰是滑移流模型,即使拥有完善的数学模型并且借助计算机的情况下,吴春民也至少需要一到两天才能完成这样的计算,庞学林却说有把握半小时内完成,这怎么可能?!

    其他几个明白预冷计算复杂性的大牛们和吴春民的想法类似,不过他们并没有提出反对意见。

    一方面,庞学林的名头实在是太大了。

    诺贝尔化学奖、菲尔兹特别奖这两大奖项加身,几乎将他抬到了前所未有的高度,在中国学术界更是一座不可翻越的高峰。

    另一方面,则是庞学林所取得的成就了。

    数学上的那些超级难题自然不必说,即使在工程领域,锂空气电池,碳纳米材料,室温超导材料等种种成果,每一种都对当下全球的产业体系产生非常重大的影响,超导材料甚至有望让庞学林明年再次获得诺贝尔物理学奖。

    因此,庞学林既然说自己有把握,众人心中再怎么疑虑,也不可能直接反对。

    而且他们也想看看,这位大佬的水平到底有没有传说中的厉害。

    很快,指挥大厅内的工作人员将纸币给庞学林找了过来。

    庞学林拿起纸币,一边问吴春民循环预冷系统的各项参数,一边快速地在稿纸上进行计算。

    刘雪松、吴春民、王宇等人一个个来到了庞学林身后,想要看这位大佬的计算思路。

    然而很快,他们就放弃了。

    因为庞学林在稿纸上的演算,一行行犹如天书一般,别说搞航天工程的他们,就算一位专业的数学家,也休想一时半会儿搞清楚庞学林在稿纸上所书写的公式。

第四百九十九章 电磁轨道

    时间一分一秒过去,不知不觉,已经到了庞学林所约定的半小时的尾声。

    庞学林在用了七八张稿纸以后,终于完成了最后的计算。

    最后,庞学林抬起头,对一旁的王宇和吴春民道:“通知前方,十分钟内,释放123.7kg液氧,同时进行液氧加注补充,那时候泵壳温度应该能达到我们的预定温度!”

    王宇和吴春民对视一眼,王宇犹豫了一下,问道:“庞教授,把握大吗?”

    庞学林淡淡一笑:“百分之九十。”

    “好!那我马上通知一线操作人员。”

    命令很快便下达了下去。

    但大厅内的气氛依旧凝重。

    虽然庞学林早已名声赫赫,但是谁都清楚滑移流模型的计算难度有多大,庞学林得出的结论是否正确,在场的所有人心中都还打着问号。

    刚才之所以没人站出来阻止庞学林进行这样的无用功,一方面,庞学林毕竟名声在外,在座的所有人学术成就加起来,还不够庞学林一个人打的。

    另一方面,多多少少都存着看笑话的心思。

    庞学林插手航天产业,甚至直接否定未来的火箭动力发展方向,在整个航天界引发了很多不满。

    但胳膊拧不过大腿,这位大佬实在太牛逼,航天界的人也只能捏着鼻子认了。

    但假如庞学林这次插手921火箭发射出了岔子,或者他的方案压根不顶用,虽然没办法推翻国家关于航天产业未来的整体部署,但是对上这位大佬的时候,航天界的学者们腰杆子好歹也能挺得更直一点。

    你在你自己的领域再牛逼,但到了航天领域,你是龙也得盘着,是虎也得卧着。

    抱着这样的心思,整个发射大厅的气氛凝重的同时,多多少少带着一点诡异。

    倒是那些年轻一代的工程师们,对庞学林充满了期望。

    这位大佬还从来没有失手过的时候,他们相信这次也不会例外。

    不知不觉,十分钟的时间过去了。

    王宇的耳机里突然传来了前方的呼叫。

    王宇想了想,将声音直接打开。

    “07操作台报告01,火箭泵壳温度已经降温到预定温度,发射流程可以继续!”

    唰地一下,现场所有人的目光都聚焦到了庞学林身上。

    啪啪啪……

    王宇率先鼓掌,紧接着,掌声响彻整个发射指挥中心大厅。

    王宇上前主动和庞学林握手道:“庞教授,谢谢!谢谢!今天要是没有你,我们项目恐怕又得延后几个月时间!”

    庞学林笑了笑,说道:“大家都是为了同一个目标努力,应该的!现在发射还没有完成,王总,接下来的工作就交给你们了!”

    “放心吧,我们保证把空天飞机漂漂亮亮地送上天。”

    在王宇的指挥下,很快,发射指控中心再次变得井然有序起来。

    刘雪松和庞学林、陶永昌也回到了原来的位置坐下。

    刘雪松看向庞学林的眼神有些惊叹,他是921火箭的总师,虽然不会深入到某些项目的技术细节,但是像发动机预冷这种工程难度他是非常清楚的。

    特别是在临发射前,发动机预冷没达到设计指标的情况下。

    庞学林竟然硬是通过手动计算出了排放式预冷的参数,从而使得发动机达到了发射前的要求。

    单单这一点,就足以说明眼前这个年轻人在数理化基础领域的积累到底有多深厚。

    一时间,刘雪松的心情又是激动,又有些复杂。

    激动的是,921火箭总算可以顺利发射,不枉费他这些年的心血。

    复杂的是,帮助他解决技术难题的,竟然是自己一直讨厌的人。

    “庞教授,这次多亏了你啊,否则我们团队可就糗大发了!”

    刘雪松感叹道。

    庞学林笑了笑,说道:“都是为了工作,没什么大不了的。”

    庞学林明显能感觉到刘雪松对自己的态度发生了变化,他对刘雪松也没什么恶感,两人之间的关系也很快变得热络起来。

    接下来的准备流程一切都很顺利,晚上19:00整,在指挥员的倒计时声中,921火箭顺利升空,并很快在网上引发了热议。

    毕竟921火箭无论是载荷还是各方面参数,都丝毫不亚于spacex的重型猎鹰,这次发射所搭载的又是中国首架空天飞机,自然引发了更多的关注。

    网络上纷纷扰扰,庞学林却已经无声无息地离开文昌发射中心,前往海南省的中部地区考察。

    这次海南之行,庞学林观摩921火箭的发射还在其次,更重要的一项工作,就是考察电磁轨道发射系统未来的建设地点。

    海南岛地势为中部高四周低,中部偏南到四周沿海由山地、丘陵、台地、平原逐级递降,组成环形层状地貌,在各种地貌类型中,海拔500米以上的山地占全岛总面积的25.4%,丘陵占13.3%,台地占32.6%,阶地占16.9%,平原占11.2%,其他占0.6%,具有台地、阶地特多,山丘密集相连,平原少而分散的特征。

    接下来,庞学林花了将近半个月的时间,走遍了海南岛西南部大大小小的乡镇村落,最终确定了电磁弹射航天发射系统的线路图。

    那便是从乐东县的莺歌海镇起,往东北方向延伸,一直到中南部的鹦歌岭,并且于海拔一千五百米左右时,达到尽头,整条电磁弹射轨道的长度达到四十公里左右,预计建设成本每公里一百亿rmb,总投资超过四千亿!

    再加上预计建设的空天飞机返航机场,检修、测试厂房,核电站等等,总投资超过五千亿。

    在超导128材料顺利制备完成后,庞学林就已经和最高领导层确定了这个项目的落实情况。

    预计最快三年内建成,由中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国铁路建设集团、国家电网等企业参与投资建设,庞学林担任这一工程的首席科学家。

    当然,庞学林不需要在项目工地实时待着,只需要每年来上一两次即可。

    他的主要精力,还是得放在江城大学、钱塘实验室、江城高等研究院的建设中去。

第五百章 神光工程

    回到江城后,庞学林的生活再次变得平静下来。

    偶尔去江城大学或者西湖大学上上课,和曹源、李长青他们讨论一下超导128材料的工业化生产方案,剩下的时间,庞学林将注意力放在了n-s方程存在性与光滑性的研究上。

    如今超导材料问题已经解决,可控核聚变领域,就剩下超大功率激光器、超高温等离子流体控制这两大技术难关了。

    高强度的抗辐照材料庞学林倒不担心,他决定一步到位采用氦核聚变模式,可以大幅度降低中子的产生。

    因此,目前国内核裂变反应堆所生产的抗辐照材料完全能够满足氦核聚变反应堆的需求。

    剩下的,超大功率激光器制造,这个项目主要交由中国工程物理研究院激光聚变研究中心负责推动。

    从上世纪60年代开始,激光器的发明,为如何将物质加热到极高能量这一问题打开了一条门缝。

    最早是苏联专家开始考虑使用激光加热核聚变的原料,因为该方法能量大,而且无需与被加热物质接触,简单理解就是类似于拿阳光聚焦之后点燃木屑。

    但是单个激光器的能量太低,所以为了解决这样的问题,需要将多个激光器的能量聚焦于同一点。

    该问题看似简单,实则非常困难。

    因为必须保证在短暂的加热时间内,被加热物体的所有方向受热均匀,一致向球心坍缩(简单理解就是将被加热物质想象成一个足球,如果想要挤压足球内部的空气,最好的方法就是从四面八方一起用力,使其体积被压缩。如果仅仅从两个方向使劲,则足球会变形,足球内部的空气被挤压效果就会大打折扣)。

    这不仅需要每个激光器对准的方向控制地异常精确,也需要在这一极短的时间内每个激光器的能量大小需要严格控制。

    目前在该领域美国的研究进展是最快的,其国家点火装置(nif)目前正在实验将192个激光器聚焦于同一点,包含192束激光,输出1.8mj紫外激光。

    与nif装置规模相当的激光驱动器是法国的lmj激光装置,设计包含240束激光,输出1.8mj紫外激光。

    而在这一领域,中国同样投入了巨额的资金进行研究。

    这就是中国的“神光”计划。

    20世纪60年代随着激光的出现,科学家提出了激光惯性约束聚变科学思想。

    1964年,王淦昌院士提出了研究激光聚变的倡议,国内正式启动“神光”计划。

    该项目由中国科学院和中国工程物理研究院联合攻关,上海光机和长春光机都是协作单位。

    1985年,神光1装置建成并投入试运行。

    神光1连续运行了8 年,完成了多轮重要的物理实验,在icf、“863”相关项目实验研究中取得了一批具有国际先进水平的重大成果,标志着我国在该领域进入世界先进行列。

    1994年神光1退役,启动神光2装置研制。

    2001年,中国“神光2”高功率激光装置在中科院上海光机所建成,它的问世,标志着我国高功率激光科研和激光核聚变研究已阔步进入了世界先进行列。

    当时,只有美国、日本等少数国家能建造如此精密的巨型激光器。

    “神光二号”的总体技术性能已进入世界前五位。

    神光2高功率激光实验装置(简称神光2装置)由八路系统及神光2多功能高能激光系统(简称第九路)组成,是当时国内唯一具有主动探针光的高功率钕玻璃固体激光实验装置。

    它能在十亿分之一秒的瞬间发射出功率相当于全球电网总和数倍的激光束聚集到靶上,形成高温等离子体并引发聚变,进而开展激光与等离子体相互作用物理和惯性约束聚变实验研究,是中国战略高技术创新、基础科学、交叉前沿科学创新极为重要的实验装置。

    2015年,位于四川绵阳的中国工程物理研究院激光聚变研究中心顺利完成神光3的研发工作。

    神光3输出光束为48束,总功率180kj,仅为美国国家点火装置的十分之一。

    但因为法国lmj项目进展缓慢,神光3反而成为世界上仅次于nif的第二大聚变点火装置。

    此前超导128项目成功,庞学林去京城的时候,就曾经和领导层就核聚变项目探讨过。

    目前中国工程物理研究院正在进行神光4项目的研发,整体参数相当于nif的两倍左右,最高功率可以达到4mj,但距离氦核聚变所需要的千兆焦耳的能量输出,还相差三个数量级。

    不过对于这里面的工程难点,庞学林倒并不怎么担心。

    这次中国太阳世界之旅,系统给出的奖励中,就有千兆焦耳激光聚变的工程技术解决方案,以中国在“神光”工程中研发经验来看,按照系统给的方案,制造出千兆焦耳的激光聚变装置难度并不大。

    反倒是高温等离子湍流问题,必须从理论角度加以解决。

    因此,在解决高温等离子湍流问题之前,庞学林并不准备将千兆焦耳激光聚变装置的技术路线拿出来。

    反倒是为了推进电磁弹射航天发射项目的建设,庞学林将熔盐核反应堆的相关技术方案拿出来交给了中国工程物理研究院去推动研发。

    中国工程物理研究院就是原来的核工业部第九研究院,主要从事冲击波与爆轰物理、核物理与等离子体物理、计算物理、军控物理、工程力学、流体力学、基础数学、应用数学、工程设计、制造工艺、放射化学、有机化学、高分子材料、含能材料、核材料、激光技术与应用、脉冲功率技术及应用、电子技术、信息技术、计算机科学与应用等学科领域的研究与应用,是国内核工业领域最强的研究机构。

    熔盐核反应堆本来就是中国工程物理研究院下一代核反应堆的重点攻关项目之一,庞学林将熔盐堆的相关技术方案交给中国工程物理研究院,无疑将大幅度加快熔盐核反应堆的研发工作,对于电磁弹射航天发射系统的建设,也有着非常重要的意义。

第五百零一章 生物学大杀器

    “师父,早上好,好久没见到你了,你终于有空来学校了!”

    上午,庞学林刚来到办公室,艾艾便蹦蹦跳跳地闯了进来。

    庞学林笑道:“怎么了,哥德巴赫猜想有什么进展了吗?”

    一说到哥猜,艾艾便如同漏了气的皮球一般,一下子瘪了下去。

    “师父,这都哪跟哪呢!我又不是师父您,这种世纪难题哪里说证明就能证明的了。”

    庞学林翻了个白眼,说道:“那找我有什么事吗?”

    艾艾笑嘻嘻道:“师父,你看我们几个人跟了你读博也有一年了,这一年加起来总共和你见面的时间不到十次,剩下的不管是学习还是生活,我们之间都只能通过电子邮件联系,我们也知道你工作忙,事情又多,没办法分配太多的时间给我们。所以我和苏菲、哈尔克、孟尧他们商量了一下,本周末咱们去千岛湖玩一圈吧。反正千岛湖离江城也近,来去开车几小时,方便得很。到时候我们在湖边租一栋民宿,可以钓鱼,可以烧烤,可以泛舟湖上,你看怎么样?”

    说完,艾艾一双明亮的大眼,一眨不眨得看着庞学林。

    庞学林微微一愣,笑道:“行吧,正好我这周末有空,咱们就去一趟千岛湖!”

    “师傅万岁!”

    艾艾微微一愣,一下子就蹦跶起来。

    她原本以为庞学林会拒绝,所以装可怜想要博一下同情,没想到庞学林竟然一口就答应了下来。

    庞学林笑道:“好了,都多大的人了,对了,你还有什么事吗?”

    “没事了!师傅,那咱们说好了,周五下午出发!”

    “好!”

    庞学林点头应下。

    艾艾蹦蹦跳跳跑出了庞学林的办公室,庞学林笑着摇了摇头。

    他之所以一口答应下来,一方面觉得艾艾确实说的没错,自己这几个学生自从到自己手下读博以后,自己确实没有好好上心应付他们。

    另一方面,庞学林也想到了自己手下的那些团队。

    不管是望月新一、佩雷尔曼他们领导的庞学林数学研究中心,徐兴国领导的碳基半导体功能材料研究中心,还是李长青领导的碳纳米材料研究中心,石毅他们正在搞的生物医学研究中心,还有柯顿·沃克领衔的锂空气电池研究中心,貌似都很少放假。

    数学中心那边庞学林不清楚,其他几个机构,别说周末了,平日里正常上下班都很难得,工作强度堪称007。

    当然,高强度工作的同时,薪资待遇也是一流水准。

    普通的博士生跟着团队做项目,一年都有三四十万的补贴,一名博导单单工资就一两百万,奖金什么更是另算。

    当然了,对实验室的研究人员来说,钱塘实验室更吸引他们的,是那种科研的纯粹性,以及有可能产生的突破性成果。

    也正因为如此,钱塘实验室才能在成立短短不到一年的时间内,蜚声全球,成为全球最顶尖的国家实验室之一。

    但庞学林也渐渐意识到,这种工作强度,长此以往下去并不一定是好事。

    适当的劳逸结合还是必要的。

    沉吟片刻,庞学林拿起桌上的电话,直接拨给了刘庭波。

    “刘院长,你在学校吗?能来我办公室一趟吗?”

    刘庭波很快就过来了,庞学林和刘庭波说了一下自己的想法,刘庭波顿时笑道:“庞教授,这事你如果不说,我这边也会安排的,正好新一期庞氏几何研讨班马上就要开班了,我安排一下,让大家出去旅游一趟,正好也让各位学者认识认识。”

    庞学林笑道:“行,那你来安排吧,对了,把佩雷尔曼、望月新一这两个家伙也叫上。这两人一旦研究起来就没完没了,这次不管怎么样也得把他们拉出来。”

    刘庭波苦笑道:“庞教授,要是其他人我还有把握,这两尊大神,可得你自己亲自出马去请。”

    庞学林微微一愣,苦笑道:“行吧,到时候我跟他们说。对了,舒尔茨和陶哲轩他们在这边过得怎么样,还适应吗?”

    说到舒尔茨和陶哲轩,刘庭波顿时眉开眼笑起来。

    “适应,适应的很。陶教授和舒尔茨教授还主动要求担任我们数学系的授课教师,他们每周都会给本科生各上一节课,现在每次过来听课的学生都能把大教室挤满,还有其他专业的学生过来蹭课呢!”

    身为江大数学科学学院院长,数学系的教学质量刘庭波自然也会放在心上。

    之前庞学林把望月新一和佩雷尔曼这两尊大神弄过来的时候,刘庭波还指望他们能带带学生。

    谁想到这两家伙除了偶尔去庞氏几何研讨班露个脸,剩下的时间一直忙着各自的研究,这让刘庭波有些无奈的同时,又没办法多说什么。

    毕竟这两尊神地位太高,特别是佩雷尔曼,和庞学林合作证明霍奇猜想以后,如今在数学界的地位,丝毫不比安德鲁·怀尔斯和皮埃尔·德利涅他们差多少,刘庭波也不好让他们去帮忙带学生。

    反倒是陶哲轩和彼得·舒尔茨过来以后,使得江大数学院一下子变得热闹起来。

    他们非但主动要求带研究生,甚至还决定给本科生授课。

    这样一来,那些抢不到庞学林的课程的学生,很快就把注意力放在了这两位菲奖大佬身上。

    有了这两位大佬的加入,再加上这两年江大的生源质量水涨船高,刘庭波已经发现了好几位在数学领域有望能够取得成就的优秀苗子。

    如果等这些人再成长起来,那么即使庞学林离开江大,江大数学系在全球数学界的地位也就稳了。

    庞学林和刘庭波聊完给数学系的学者和老师们安排度假的事,已经临近中午了。

    两人在学校食堂吃完饭,庞学林便直接前往钱塘实验室,找到了李长青、曹源、石毅、柯顿·沃克、徐兴国他们,说准备给大家安排休假。

    李长青、曹源、柯顿·沃克倒无所谓。

    超导128材料完成实验室制备以后,工业化制备的难度反而没有他们想象得那么高。

    毕竟之前有了飞刃材料的工业化生产经验,超导128的工业化生产本质上和飞刃材料没什么区别。

    两人只要照葫芦画瓢即可。

    柯顿·沃克如今更是功成名就,在电化学研究中心,他的工作更多的是放在如何改进锂空气电池,并且使之适应各种不同环境上。

    因此,他的工作相对轻松很多,也没那么大的压力。

    反倒是徐兴国和石毅,面露难色。

    徐兴国道:“庞教授,能把我们碳基半导体材料研究所的休假时间安排延后一些吗?最好安排到年末……或者明年年初,我们现在的研究节点比较关键,而且大家的状态很好,我不想打断这种研究状态。”

    庞学林微微一愣,说道:“徐教授,我担心大家太拼了,我之前让人专门做了个调查,结果吓了一跳,我们钱塘实验室的研究员,平均每天呆在实验室的时间超过十四小时,甚至连周末也不例外,这样下去身体会吃不消的。”

    徐兴国不由得笑了起来,说道:“庞教授,放心吧,现在大家都憋着一股劲呢。去年我们和老美打贸易战,老美为了得到锂空气电池,甚至威胁对我们的半导体行业进行全面封锁断供。虽然最终经过双方谈判,我们同意在美国境内建造锂空气电池工厂,老美也如愿以偿解除了对我们的科技封锁,使得我们能够买到最新的仪器设备。但这口气我们一直记着,只要我们在碳基芯片领域打开局面,未来美国能够制衡我们的地方就不多了。现在我们已经能够完成实验室层面高水平的碳基芯片的制备工作,我们团队和华威海思合作,正在抓紧时间进行碳基芯片商业化开发,一旦成功,足以改变全球半导体产业的格局。到时候,中美两国的竞争格局又会完全不同。我们现在不能有丝毫的懈怠啊。”

    庞学林不由得哭笑不得,将目光转向石毅道:“石教授,你们呢?”

    石毅微微一笑,说道:“庞教授,我们恐怕一时半会儿也走不开,而且你就算把大家赶出实验室,恐怕也没人愿意离开,现在整个实验室的人都快疯了……”

    庞学林眼睛一亮:“你们把动态apt技术搞出来了?”

    石毅微微一笑,点头道:“现在正在进行测试,安德森·怀特和杨和平这两个家伙,已经在实验室待了一周都不愿意出来了,还有那些参与这个项目的成员,也一个个巴不得每天睡在实验室。”

    庞学林笑道:“那行,待会儿我去你们实验室看看。其他没什么事的话大家都散了吧,徐教授,你们假如有什么困难记得随时跟我沟通。”

    徐兴国笑道:“行,那我就先回去了。”

    相比于钱塘实验室其他项目团队,徐兴国的碳基芯片项目组更偏商业化一点,一旦成功,对产业界影响力更大。

    但相对于科学界,影响力可能就没那么大了。

    毕竟碳基芯片各种理论和概念并不新颖,很难拿到诺奖。

    反倒是石毅领导的动态apt项目,影响力更大。

    观察微观物质世界一直以来都是人们的梦想,除了好奇心的驱使,更多地是因为微观结构往往与物质的某种属性或功能密切相关。

    比如一辆自行车,其组成材料仅仅是金属和橡胶,但当把金属和橡胶加工成一定的形状并把它们组装起来之后,就具有了交通工具的功能。

    微观的物质或者各种分子机器,也遵循类似的规律,只不过组成它们的基本材料是微观的原子。由原子按照一定规则排列形成的结构构成了各种功能的基础。

    反过来说,一旦了解了物质的结构,人们就有可能了解微观物质实现某种功能的机理,然后通过影响、改造甚至设计新结构来实现人们需要的功能。

    很多功能材料的发明或发现都是基于此类方法。

    在这种需求的驱动之下,人们不断发明各种手段来观察物质的结构。

    在17世纪的时候,列文·虎克发明的光学显微镜,就已经能让人们把物体放大几十上百倍,从而观察到微小的细胞。

    随着光学技术的发展,光学显微镜技术已经能帮助人们来观察微米尺度上的材料微观纹理或者细胞内的细胞器。

    然而这样的放大倍数仍然远远达不到原子水平,不足以解释结构与功能的更本质关系,因为更多的本质因素多数隐藏于更精细的原子结构中。

    对于生物体来说,其最重要和最核心的功能单位非蛋白质莫属。生物体的功能和各种生命活动,基本都是通过蛋白质来实现的。

    每一个蛋白质都是一个长串的氨基酸单分子链,由20种氨基酸按照不同的次序排列而成。

    这个单分子链在三维空间中的进一步折叠形成了不同的蛋白质结构。

    生物体中的蛋白质就好像是一个个分子机器,多数具有特定的结构,来实现催化、运动或信号传导等功能。

    这些蛋白质的三维结构通常非常复杂,常常随周围环境的变化而变化,很多时候还要受到其他蛋白质分子机器或者各种小分子的精确调控。

    例如,霍乱菌表面的分泌系统,通常由十几个蛋白质组成,在细菌的内外膜上形成一个孔道,选择性地将霍乱毒素分泌到细胞外,用来攻击宿主细胞。

    这样一个大的蛋白质机器由十几种不同的蛋白质分子组成,包含了几十万个原子,其中几个原子的变化或者一个氨基酸的改变(突变)都有可能造成整个蛋白复合物的结构变化,进而造成其功能改变甚至失去活性。

    由此可见这种分子机器的精密程度之一斑。

    然而,如何看到这些精密组合在一起的原子,一直以来都是对显微技术的挑战。

    原子的尺度大小在十分之一纳米的数量级上,度量单位为埃。

    普通光学显微镜的有效放大倍数或者说分辨率,受可见光波衍射极限的限制,最多只能达到零点几微米。

    要提高分辨率,就必须缩短波长至与原子尺寸相当的尺度。

    可见光做不到,就只能寻找波长更短的光波。

    x射线具有合适的波长,但是很难找到一个透镜能让x射线折射并且成像。

    因此,人们不得不采用间接的晶体学衍射方法,才能用x射线探测物质的原子结构。

    但衍射方法仅限于能形成晶体的分子。

    对于蛋白质或者生物大分子来说,虽然其中少部分可以在特殊的条件下结晶并满足x射线衍射方法的要求,但是大部分较大的分子(比如分子量大于100kda的分子)经常很难或者无法形成晶体。

    而且结晶的过程会使生物大分子完全脱离生理状态,无法反映其在生物体中的真实状态。对于细胞或者细胞器这种更大的复杂结构体,结晶的方法就更加不可行了。

    为了能够找到一种波长更短和容易操控的波,人们想到了电子。

    20世纪30年代,法国物理学家德布罗意提出了物质的波粒二象性理论,认为基本粒子在被加速到接近光速的情况下,其粒子统计行为呈现出波动性。

    作为最容易获得和操控的基本粒子,电子在经过电场加速到接近光速之后,可以被当作“光波”用于显微成像。

    而经过精确设计的具有特定形状的磁场可以被用来当作凸透镜。

    随着电子光源和电磁透镜技术的发展,在随后的一二十年里,人们已经能用电子显微镜观察到接近原子分辨率的金属或无机晶体的原子结构。

    然而,当人们第一次用电子显微镜来观察生物样品(棉花纤维)的时候,发现生物样品在高能电子束的轰击之下,很快就被破坏掉了,更不用谈观察精细的原子结构了。

    同时,因为电子与物质的强烈相互作用,电子显微镜的光路只有在高真空里,才能保证电子束能传播足够长距离来成像,而不在传播过程中被空气吸收掉。

    随之而来的问题是生物样品的含水问题。

    水在真空中会很快蒸发掉,而生物样品必须始终保持在水环境里,不能脱水。要保证水在真空中不蒸发,就需要把样品冷冻起来。

    然而水一旦结冰,冰晶就会把生物样品破坏掉。

    至此,一连串的辐照损伤和样品冷冻的问题便成为生物电子显微镜技术需要克服的最大障碍。

    这些问题直到20世纪80年代才被初步解决,从而奠定了冷冻电子显微学技术的基础。

    2017年的3位诺贝尔奖得主正是因为解决了这些技术难题而获奖。

    三位获奖者的获奖原因基本体现了冷冻电子显微镜技术的几个主要发展方向,jacques dubochet教授实现了冷冻生物样品的制备技术,joak教授奠定了三维重构计算技术的基础,riderson教授证明了原子分辨率的可获得性。

    然而,冷冻电镜同样也存在许许多多的缺点,比如三维重构算法的精确性问题。

    就算成功获得冷冻电镜画面,二维结构如何还原成精细的三维结构,也是个问题。

    此外还有信号分辨率,图像衬度等种种问题,比如几百千道尔顿分子量的中小生物分子获得的原子分辨率的三维重构精准度就远远比不上大分子的三维重构。

    而动态apt技术的出现,堪称直接将分子生物学、结构生物学推进到原子生物学的层面。

    由于其动态记录的效应,甚至可以记录下生物大分子内每个原子的运动情况。

    这样一来,科学家们有望从原子层面彻底揭露生命活动的基本原理。

    众人散去以后,庞学林便跟着石毅他们去了趟钱塘实验室生物医学研究中心。

    石毅则一遍向庞学林介绍动态apt设备研发的大概情况。

    目前动态apt设备的研发已经完成,目前正在进行各种测试。

    比如样品封装、算法还原、图像分析技术等等。

    动态apt设备很大,整体结构比起庞学林在生化危机世界中见到的也要粗糙不少,但基本功能都已经完备。

    庞学林的到来,引发了不小的轰动。

    杨和平与安德森·怀特也热情地迎了上来,向庞学林介绍这项成果。

    包括那些普通的研究者在内,他们看向这个设备的时候,一个个仿佛是在看自己的孩子。

    庞学林倒显得波澜不惊,这套设备对其他人很新奇,但是在他眼中,还比不上他在生化危机世界里所用的那套动态apt设备。

    当然,这这个世界,足以引发生物学界的震动了。

第五百零二章 碳基芯片

    庞学林在生物医学研究中心待了将近一下午的时间,根据石毅、杨和平、安德鲁·怀特他们给出的动态apt各项参数,提出了许多有用的修改意见。

    他在生化危机世界基本上天天都要用上动态apt技术,对这个设备的性能和各方面参数都了如指掌,因此给出各种有益的意见也就不足为奇了。

    石毅、杨和平、安德鲁·怀特也不以为意,庞学林名声在外,再加上和庞学林经常接触,对于这家伙身上出现什么奇迹,他们都不会觉得奇怪了。

    当然,对于动态apt技术,他们三人同样报以厚望。

    冷冻电镜技术能获得诺贝尔化学奖,那么比冷冻电镜技术更具现实意义的动态apt技术,无疑也能获得。

    而且庞学林已经获得过一次诺贝尔化学奖,他们三人,正好可以瓜分一期诺奖。

    庞学林在生物医学研究中心待了一下午时间,了解了一下apt设备的研发情况,第二天,又去了徐兴国领导的碳基芯片研发中心。

    目前全球半导体材料的发展已经接近物理极限,集成电路代工领域最强的台积电,已经完成3纳米工艺的商业化量产,2纳米工艺也接近研发完成。

    而中国最强的半导体制造商中芯国际,依旧卡在7纳米工艺制程上,与台积电依旧有着两代的差距。

    之前中美贸易战的时候,美国曾经对华为发起过全面技术封锁,号称任何只要使用了美国技术的企业,都不许和华为合作。

    直到锂空气电池横空出世,中国凭借锂空气电池的巨大优势,才算解除了西方国家的技术封锁,华为面临的危机也迎刃而解。

    但即便如此,在涉及集成电路高端制造领域,中国与西方国家依旧有着不小的差距。

    别的不说,单单阿斯麦公司的极紫外光刻机(euv),汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术,堪称人类有史以来最精密的工业品。

    与航空发动机一起,成为工业制造皇冠上的一颗明珠。

    在硅基集成电路时代,西方国家有着巨大的先发优势,中国很难在这一领域与西方国家展开竞争。

    这一点,就连庞学林也没什么办法。

    让他在理论上有所突破可以,让他快速提升国内工业制造水平,庞学林同样一筹莫展。

    硅基芯片制程上的差距,让中国很难在短时间内追上西方发达国家。

    但硅基领域没办法弯道超车,并不意味着没有另辟蹊径的办法。

    碳纳米管被科学家们给予了厚望。

    这与其本身的特性息息相关。

    首先,碳纳米管芯片身量虽小,但节能增效能力却更强。

    碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料,导电性能极好,而且,碳元素在地球上的储量十分丰富。

    碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长;管壁厚度更小,根据壁层碳原子数量不同,碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管;在同样集成度的情况下,碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。

    同时,碳纳米管的韧性极高,可以承受弯曲、拉伸等应力,电信号传输过程的延迟很短,所以,从材料物理属性上看,碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。

    其次,碳材料具有多种同素异形体,除了碳纳米管以外,还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

    其导电性质强烈地依赖于结构,可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。

    而且,它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样,有更强的传导能力。

    另外,现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流,漏电会导致发热,而碳纳米管可以避免这一问题,故而能效相对较高。

    从理论上讲,碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比(60%至70%)。

    发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力。

    硅晶体管的功耗很大,在小小的芯片空间内,发热极其严重,为了不使芯片过热无法工作,还需要分配部分的功耗用于芯片的散热,这使得硅晶体管功耗增大。

    而碳纳米管芯片本身产热就少,加上碳纳米管本身的热导率很高,有效地减少了用于散热的能耗,所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。

    世界范围内,最早实现碳纳米管器件制备的是ibm,其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件,不过,该器件性能比预期差很多。

    近年来,也有国外的各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件,但更多的只是噱头,实际使用性能很差。

    而中国在碳纳米管器件的研究,在庞学林完成超高纯度电子级碳纳米管量产制备以后,徐兴国带领的团队开始在高性能碳纳米管(cmos互补金属氧化物半导体)晶体管的无掺杂制备、晶体管的极性控制方面进行深入研究,并且有了有很多技术积累。

    其中该团队制备的栅长为10纳米的碳纳米管顶栅cmos场效应晶体管(对应于5纳米技术节点)已经成功攻克器件结构和制备工艺等相关难题。

    不仅如此,其制备出的碳纳米管器件的性能也远远超过国际上已报道的碳纳米管器件。

    对于常规结构制备的碳管晶体管,其栅长在5纳米以下时就会较为明显地受到短沟道效应和隧穿漏电流影响,以往融合高介电栅介质薄膜的做法很难有效地解决漏电问题,使得器件也不能有效地关断。

    徐兴国团队改用石墨烯替代金属作为碳管晶体管的源漏接触,从而有效地抑制了短沟道效应和源漏直接隧穿。

    而且,由于5纳米栅长的碳管器件开关转换仅有1个左右的电子参与,使得门延时(42飞秒)接近二进制电子开关器件的物理极限(40飞秒,由海森堡测不准原理和香农—冯诺依曼—郎道尔定律决定)。

    这是中国首次掌握了世界上最先进的晶体管技术,而且整体技术成熟极高,随着碳纳米管成本下降及工艺良品率的提高,该技术有望成为最先进的芯片制造技术。

    而这种新技术的掌握,相当于现有最先进的硅基技术六代以上的优势(领先20年),使得国际芯片巨头的优势将不复存在,国内半导体制造产业将会在不远的未来实现弯道超车。

    事实上庞学林在徐兴国的实验室里,就见到了来自华为以及中芯国际的工程师。

    按照徐兴国的说法,第一代碳基芯片将会在未来一年内实现量产,首先应用于华为的5g基站产品。

    至于消费端的碳基芯片,估计还要再过两年时间,才能在手机、pc等领域大规模应用。

第五百零三章 带上她的眼睛

    分别了解动态apt设备以及碳基芯片的研发进度以后,庞学林梳理了一下目前自己手底下各个项目的研发进度。

    锂空气电池不用说,现在按照不同的应用环境做细化研究,另外,柯顿?沃克他们也在想方设法为进一步提高锂空气电池的能量密度而努力。

    飞刃材料已经实现工业化生产,但价格昂贵,每公斤超过十万rmb,不久前921火箭发射的那架空天飞机,有一部分承力结构就用上了飞刃材料。

    超导128刚完成研发,目前正在进行工业化探索。

    对于这一材料,庞学林寄予了厚望。

    不仅仅因为它将大规模应用于电磁弹射航天发射系统项目,更重要的是,超导128将深刻地改变人类未来的动力结构,不管是超导输电系统,还是超导电机,其意义都不比锂空气电池弱上多少。

    在超导材料完成研发以后,海军工程大学的马经武教授已经带着他手下的团队主动上门,就超导128后续应用与钱塘实验室展开合作。

    庞学林将与马经武团队的对接交给了李长青,以他们的专业水平,在超导128的基础上,开发未来的直线电机、超导电机等基本上不存在什么问题。

    “接下来,差不多该启动量子计算机和核聚变反应堆的研究了。”

    庞学林坐在千岛湖一座幽静的乡间小院内,看着远方波光粼粼的湖水发呆。

    这座小院位于千岛湖中心区的一座小岛内,风景迤逦,宁静安详。

    庞学林提出要带自己的几个学生去千岛湖玩两天后,左亦秋很快就给他安排了这样一座乡间度假别墅。

    因为位于千岛湖中心区,很少有游客过来,也大大减轻了周辰他们的安保压力。

    这样的安排,倒是让艾艾她们兴奋不已。

    小岛上有码头,有游艇,也有那种人工摇橹的小木船。

    两天的时间,艾艾、苏菲、左亦秋、哈尔克、孟尧他们算是好好放松了一下。

    庞学林没有像他们那样到处玩耍,大部分时间都在院子里带着,喝喝茶,看看书,晒晒太阳,很是安逸。

    他原本还让齐昕跟着过来,只是齐昕最近一直在和智子合作搞一份商业策划,忙得脚不沾地,因此庞学林只能只身过来了。

    不过千岛湖这环境,也正好让庞学林有时间好好思考接下来的技术发展路线。

    自从得到系统到现在,已经过去了三年时间,庞学林穿越的科幻世界大大小小也有十个了。

    几乎每个世界,庞学林都获得了丰厚的奖励。

    但直到现在,他真正拿出来并且对这个世界产生重大影响的科研成果也就只有锂空气电池、超导128等寥寥几个。

    绝大多数的黑科技,都被庞学林放在了自己那台从乡村教师世界里带出来的量子计算机中,根本没办法在现实世界重现。

    这里面的原因有很多,其中最大的一个因素就是现实世界的科技水平,压根没办法彻底消化庞学林从科幻世界里带来的那些黑科技。

    比如那台存放各种技术资料的量子计算机,单单里面涉及到的算法,庞学林到现在都还没有彻底吃透。

    更不用说制造量子计算机所需要的各种硬件技术了。

    此外还有核聚变技术、无工质飞船动力技术、中微子通信技术、引力波通信技术等等。

    对此,庞学林也只能一步步来了。

    比如想要突破核聚变技术,他首先就得证明n-s方程的存在性与光滑性相关问题,找到湍流形成的相关机制以及控制方法,才有可能完成商业化核聚变反应堆的制造。

    至于无工质飞船、中微子通信、引力波通信等技术,则需要在基础物理学领域有进一步的突破才行。

    “师父,快看我钓的鱼!晚上我们有鱼汤喝了。”

    艾艾双手抓着一个网兜,兴冲冲地朝庞学林走来,里面是一条活蹦乱跳的胖头鱼。

    庞学林微微笑道:“艾艾,这条鱼交给你了,正好让大家尝尝你的手艺。”

    “没问题。”

    艾艾哈哈笑道。

    庞学林和艾艾她们在千岛湖一直待了四天,这才恋恋不舍地离开。

    接下来的一个多月,庞学林又变得忙碌起来。

    穿过海南东方市和五指山市的电磁轨道发射系统工程正式开工,航天科技公司那边,也开始了电磁弹射版空天飞机的设计工作。

    庞学林两头跑了好几次,协调各方面的合作与工程推进。

    此外,他还在京城待了将近一周时间,除了陪陪姚冰夏外,还时不时参加一下大内会议,为中国后续的技术发展走向建言献策。

    时间不知不觉进入2023年。

    今年过年,庞学林将姚冰夏和齐昕这两姑娘都带回了家。

    梅雨晴虽然表面上摆脸色给庞学林看,但背地里早就乐开了花,甚至私底下还悄悄授意庞学林,今早给她生个孙子孙女。

    庞学林对此有些无语。

    他倒没考虑那么多,反正他心里早已将这两姑娘当自己的妻子看待,生儿育女顺其自然就好。

    过完年,又分别带着这两姑娘去了对方家里。

    年后,庞学林的工作依旧忙碌,但让庞学林奇怪的是,始终没有从系统口里接到要进入下一个科幻世界的通知。

    一直到2023年4月1日愚人节当天,这天晚上,刚和齐昕进行了一场激烈的运动,庞学林在床上躺下,抱着姑娘隐隐约约便要进入梦乡,系统久违的声音就在他的脑海里响起。

    “宿主请注意,半小时后,宿主将进入《带上她的眼睛》世界。现实位面与科幻位面时间比为1:100000,请宿主安排好冒险时间。”

    庞学林不由得微微一愣。

    他没想到,这一次穿越,竟然是大刘的《带上她的眼睛》。

    人类使用地层飞船深入地球内部进行探险,一艘地层飞船在航行中失事,下沉到地心,船上只剩下一名年轻的女领航员,她只能在封闭的地心度过余生,这是刘慈欣获奖小说《带上她的眼睛》里演绎的故事。

    虽然同属于大刘的科幻宇宙,但《带上她的眼睛》这部小说,在大刘的诸多科幻小说中,可谓独树一帜。

    这部小说笔触细腻,情感丰富,与大刘往常的风格迥异,它甚至还入选了人教版七年级语文下册的教科书,在中国科幻小说史上,算是开天辟地第一回了。

第五百零四章 落日六号

    半小时后,在系统的倒计时声中,庞学林闭上了眼睛。

    位面:带上她的眼睛

    身份:庞学林,沈渊学生

    任务一:帮助沈渊完成南极庭院工程。

    任务二:将南极庭院工程改造为地球大炮。

    任务三:将沈静从地心救出。

    任务奖励:

    一、奖励糖衣和新固态物质合成方法。

    糖衣,具有自动平衡分配周围压应力功能的纳米薄膜材料,用于包裹在核物质周围,即使外层炸药爆炸时产生的压应力不均匀,经过“糖衣”的应力平衡分配,它包裹的核炸药仍能得到精确的向心压缩。

    新固态材料,介于固态和简并态之间的形态,具有极高的密度,耐极高温高压,极其坚固。

    新固态的制取方式是,用“糖衣”包裹普通材料,通过连续的小型核爆产生高温高压,将普通物质压至新固态。

    二、鉴于宿主已经完成七次大刘科幻世界穿越成就,宿主将获得大刘世界守望者称号,今后宿主可自主选择想要穿越的科幻位面(必须是大刘科幻世界),如不选择,将由系统随机分配。

    “呼……”

    看到出现在眼前的任务列表,庞学林的呼吸猛地一滞。

    他怎么也没想到,这一次穿越到带上她的眼睛世界,实际上却别成了地球大炮世界与带上她的眼睛世界的合辑。

    《带上她的眼睛》这部小说,背景是人类使用地航飞船深入地球内部进行探险,“落日六号”地航飞船在航行中失事,下沉到地心,船员们相继自杀,船上只剩下一名年轻的女领航员,她只能在封闭的地心渡过余生……

    小说主角“我”在一次休假过程中,带上了这名被困在地底的女地航员的“传感眼镜”,带着她完成了最后一次的地面旅行。

    结束这次地面旅行后,因为通讯能量的关系,女地航员与地面的通讯中断。

    从此,女地航员被永久地困在了地心世界,孤独地渡过余生。

    这部小说的篇幅很短,但实际上,它只是刘慈欣另一部小说《地球大炮》中所截取放大后的一小段故事。

    而这次科幻世界之旅,系统竟然将《带上她的眼睛》与《地球大炮》合二为一了。

    “这个世界干脆叫地球大炮好了!”

    庞学林有些无语。

    地球大炮的背景要比带上她的眼睛宏大得多。

    男主沈华北发明了“糖衣”材料,却在销毁核武器的过程中意外通过“糖衣”合成了新固态材料。

    新固态是介于固态和简并态之间的形态,具有极高的密度,耐极高温高压,极其坚固。

    沈华北三十岁那年,因为长期接触辐射物质患上白血病,不得不进入冬眠状态,他的儿子沈渊跟随母亲生活。

    等沈华北再次苏醒,已经是七十五年以后,2125年了。

    他的儿子沈渊利用他发明的新固态材料,在地球上挖了个对穿的隧道,这个隧道又被称作南极庭院工程,起始点是中国漠河,终点是南极。

    通过这个抽真空的隧道,人类可以在短短几十分钟内从漠河抵达南极,从而将大幅度降低南极开发的难度。

    (物体进入隧道时,速度为零,然后通过引力不断加速,抵达地心时速度达到最大,随后借助地心引力减速,理论上物体从隧道的另一头出来时速度刚好为零。)

    然而这一工程对2125年的人类而言,却是彻头彻尾的失败工程。

    它导致的灾难数不胜数。

    南极庭院工程的第一次灾难发生于二十五年前,那时工程进入最后的勘探设计阶段,需要进行大量的地下航行。

    在一次勘探航行中,一艘名叫‘落日六号’的地下船在地幔中失事,并下沉到地核中,船上三名乘员中有两人遇难,只有一名年轻的女领航员幸存,她现在仍被封闭在地心中,将在狭窄的地下船中度过余生。

    那艘船上的中微子通讯设备已失去发射功能,但可能仍能接收。

    这名女领航员的名字叫沈静,是沈渊的女儿,沈华北的孙女。

    《带上她的眼睛》这部小说中所展现的正是这个故事。

    南极庭院工程进行到第六年时,又发生了惨烈的中部断裂灾难。

    由于地球隧道是由内外两层相互交错的井圈构成,在装入内层井圈时,必须首先将已连接好的外层井圈中的物质掏空,以免两层井圈间混入杂质,影响它们之间贴合的紧密度。

    在施工中采用掏空一段外井圈放入一个内井圈的工艺,这就意味着在地核段的施工中,在一段外井圈被掏空而内井圈还未到位的这段时间里,包括接合部在内的两个外井圈将单独承受地核铁镍流的冲击。

    本来,两段井圈间的接合部采用十分坚固的铆接技术,在设计中,应该能够在相当长的时间里承受铁镍流的冲击。

    但在进入地核四百九十多公里处,两段刚刚掏空的井圈处有一股异常强大的铁镍流,其流速是以前的大量勘探中观测到的最高值的五倍。

    强大的冲击力使两个井圈错位,高温高压的地核物质霎时涌入隧道,并沿着已建成的隧道飞速上升。

    在得知断裂发生后,作为工程总指挥的沈渊立刻下令关闭了位于古腾堡不连续面处的安全闸门,它被称为古腾堡闸。

    这时在闸门下近五百公里的隧道中,有两千五百多名工程人员在施工,在得知断裂发生后,他们同时乘坐隧道中的高速升降机撤离,共有一百三十多部升降机,最后一辆升降机与沿隧道上升铁镍流保持着三十公里左右的距离。

    最后只有六十一部升降机来得及通过古腾堡闸,其余都在闸门关闭后被四千多度高温的地核激流吞没,一千五百二十七人殒命地心。

    最后一次重大事故则发生在南极庭院工程完工以后的螺栓失落灾难,那时地球隧道已投入了正式营运,每时每刻都有地心列车穿行于其中。

    地心列车的车厢是直径八米长五十米的圆柱体,每列地心列车最多可由二百节车厢组成,可运载两万吨货物或近万名乘客,穿过地球的单程需四十二分钟,运输过程只是自由坠落,不消耗任何能源。

    当时,在漠河.asxs.站,一名维修工人不小心将一颗直径不到十厘米的螺栓掉进隧道,这枚螺栓是用一种能够吸收电磁波的新材料制造的,因而没有被安全监测系统的雷达检测到。

    螺栓在隧道中一直坠落,穿过地球到达南极站,又从那里向回坠落,在到达地心时击中了一列正在向南极上升的地心列车。

    螺栓与列车的相对速度高达每秒十六公里,这样的动能使它像一颗炸弹。

    它穿透了头两节车厢,把沿路的一切都汽化了,这两节车厢的爆炸,使整列列车以每秒八公里的速度擦到井壁上,在一瞬间就被撕得粉碎。

    然而,对人类而言,最大的灾难还是这个超级工程本身。

    小说中,沈渊通过他魔鬼般的才华整合了全球的资源,完成了这一人类历史上空前绝后的超级工程。

    但在经济上的愚蠢也是空前绝后的。

    虽然通过地球隧道的运输极其快捷,且几乎不消耗能量,用人们的话说,‘扔下去就到了’或‘跳下去就到了’,但由于工程巨大的投资,使得地心列车的运输费用极其昂贵,这抵消了它快捷的长处,使得地心列车在与传统运输方式的竞争中没什么明显优势。

    而且南极大开发的过程中,人类的南极梦很快破灭了。

    蜂拥而来的工业和过度的开发很快毁掉了这个地球上仅存的洁净世界,使南极大陆与其它大陆一样成了一个弥漫着烟尘的垃圾场。

    南极上空的臭氧层被完全破坏,其影响波及全球,即使在北半球,强烈的紫外线已使人们必须加以防护才能出门,南极冰盖的加速融化也使全球的海平面急剧升高。

    在经历了一个痛苦的过程后,人类的理智再次占了上风,联合国所有的成员国签署了新的南极公约,使人类全面撤出南极大陆,再次把南极变成人迹罕至的地方,期望那里的环境能够慢慢恢复。

    随着向南极运输需求的骤减,在螺栓失落灾难后,地心列车完全停止了营运,地球隧道被封闭。

    但南极庭院工程带来的经济灾难一直在持续,无数购买了南极庭院公司股票的人血本无归,引发了严重的社会动乱,投资的黑洞使地球上各国经济到了崩溃的边缘。

    沈渊在地球隧道封闭以后,每天都穿着密封服在地球隧道中来回坠落,睡觉都在里面,只有在吃饭和为密封服补充能量时才回到.asxs.站。

    他每天要穿过地球三十次左右,就这样日复一日年复一年,在漠河和南极半岛间,做着周期为八十四分钟、振幅为一万两千六百公里的简谐振动。

    每次通过地心时,他都会通过中微子通讯设备与困在地心的女儿打招呼,他更是常常在坠落中与女儿长谈。

    因为落日六号飞船的通讯设备只具备接收文字以及音频信息功能,只是他一个人在说话,但生活在随着铁镍流在地核中运行的落日六号中的沈静应该是能够听到的。

    由于沈渊的身体长时间处于失重状态中,但由于必须在.asxs.站吃饭和给密封服充电,每天还要在地面经受两到三次的正常地球重力,这样的折腾使他年老的心脏变得很脆弱,他在一次坠落中死于心脏病,当时没人注意到,于是他的遗体又在地球隧道中运行了两天,密封服的能量耗尽,停止制冷,地球隧道成了他的火葬炉,遗体在最后一次通过地心时被烧成了灰。

    小说中,沈华北2125年苏醒后,沈渊已死。

    几个知晓他真实身份的人将沈华北带到了地球隧道内丢了进去,作为对制造了如此巨大灾难的沈渊的报复。

    然后沈华北幸运地被地球另一头的警察所救。

    因为举世皆敌,沈华北不得不再次进入冬眠。

    等他再次苏醒,已经是五十年以后,2175年了。

    这时,原来的地球隧道已经被人类改成了地球大炮。

    人类研制出一种新型的新固态材料,除了具有以前这类材料的性质外,它还是优良的导体。

    人类在另一半的地球隧道外表面,就缠绕着一圈用这种材料制成的粗导线,使这一半地球隧道变为一根长达六千三百公里的电磁线圈。

    地核中有强大丰富的电流,正是这些电流产生了地球的磁场。

    人类用地核船拖着新固态导线,在地核中拉了上百个大回路,每个回路都有几千公里长,用这些回路来采集地核中的电流,并将它会聚到隧道线圈上,使隧道中充满了强磁场。

    于是这条原本近乎处于废弃状态的地球隧道,成了史无前例的地球大炮。

    它的出现,使得人类进入太空的成本降到了不可思议的程度。

    然而因为缺少在地核中进行远距离探测的技术,直到那时,人类依旧没办法救援地核深处的落日六号,没办法将垂垂老矣的沈静带离地心。

    “在这个世界,不管是帮助沈渊完成南极庭院工程,还是将地球隧道改造成地球大炮,其难度都不大,真正难的是,如何将沈静从地心深处救出。”

    庞学林想了想,从床上爬起来,来到了阳台上。

    按照系统灌输给他的记忆,他所在的位置是中科院地质与地球物理研究所,而他的导师,正是地质与地球物理研究所所长兼中科院副院长沈渊。

    因为提出南极庭院工程的关系,沈渊在这个世界的名头很大,有点类似于现实世界的spacex创始人马斯克。

    为了说服各国投资南极庭院工程,沈渊利用自己旗下的公司,主动启动了落日地心探险工程。

    前五次发射,地心飞船都顺利返航,获取了大量关于地底世界的科研资料。

    这也为沈渊在全球范围内赢得了广泛的声誉,世界各国都对他提出的以漠河为.asxs.,以南极为终点的南极庭院项目非常感兴趣。

    而今天,正是落日六号的日!

第五百零五章 乘波体飞行器

    “?!”

    庞学林一下子从床上爬了起来,按照系统灌输给自己的记忆,拿起手机,拨通了沈渊的电话。

    “快接电话,快接电话!”

    庞学林心中有些着急地默念着。

    虽然他知道这通电话救下落日六号船员们的几率微乎其微——且不说他不知道落日六号现在到底航行到哪里了,单单如何说服沈渊放弃落日六号的任务,庞学林就没有半点把握。

    在他的印象中,自己那位老师,生性执着而倔强,一旦做出决断,任谁都没办法让他改变自己的决定。

    但庞学林总要试试。

    不仅为那位将要被困在地心的姑娘,也关乎着他自己的任务。

    如果能够让落日六号提前回程,不知道有没有办法让那场悲剧发生。

    嘟——嘟——嘟——

    电话里的嘟嘟声显得格外漫长。

    一直响了十几声以后,电话才被人接起。

    “什么事?”

    电话那头,响起沈渊略显疲惫且威严的声音。

    “老师,我是庞学林,现在落日六号了吗?大概到什么位置了?”

    “落日六号已经十几个小时了,现在在地下两千五百公里左右的地幔位置……”

    庞学林悚然一惊,说道:“老师,快让落日六号返航,再不返航就来不及了!”

    “怎么了?为什么让落日六号返航?”

    庞学林沉吟片刻,迅速组织起语言:“老师,落日六号很危险,我查过这次落日六号的航线规划,发现这条航线的地幔中,很可能存在一条通向地核的裂隙,地核中的高压液态铁镍充满了这条裂隙,使得在落日六号的航线上,地幔与地核交界的古腾堡不连续面向上延伸了近1000公里,落日六号并不具备在以高压液态铁镍为核心的地核中航行的能力,一旦进入这条裂隙,飞船很可能会沉入地核,再也没办法出来!”

    沈渊的声音一下子变得严肃起来:“你确定?”

    “非常确定!”

    庞学林斩钉截铁道。

    话音刚落下,电话那头便响起了刺耳的警报声,隐约还传来旁人的惊呼声。

    沈渊道:“我这边出了点事,先不说了。”

    电话倏地被挂断。

    庞学林皱起了眉,他隐隐有种不好的预感。

    果然,半小时后,不好的预感变成了现实。

    沈渊打来电话,电话那头的他,显得有些焦躁:“学林,你说的危险变成现实了,落日六号确实落入了一条充满高压液态铁镍的缝隙中。我需要你来一趟吐鲁番,讨论一下落日六号的营救计划,还有跟我们说说,你是怎么判断出这条从地核延伸到地幔的裂隙的。我已经派出了飞机,预计一小时内抵达京城,你在宿舍里耐心等候,到时候会有人接你。”

    “好。”

    庞学林沉声道。

    挂断电话,庞学林有些无奈的摇了摇头。

    他就知道系统没那么好事,让他有机会在飞船出事前阻止这次事故的发生。

    但不管怎么样,落日六号既然已经进入地心了,接下来如何营救才是最重要的。

    在小说《地球大炮》的尾声,人类由于没办法精准定位落日六号的位置,几十年以后,依然没办法将落日六号从地核深处救出。

    “他们做不到,并不意味着我就做不到!”

    庞学林握了握拳,眼中闪着莫名的光芒。

    半小时后,敲门声响起,两名军人出现在了庞学林身前。

    “您是庞学林博士吧?”

    “是我,你们是?”

    “哦,是沈院士派我们过来接您的,他需要您马上前往吐鲁番基地。”

    “稍等!”

    庞学林带上早已准备好的行李,跟着两名军人出了门。

    这个时代,和他记忆中的北京城迥异。

    虽然核心区保持了历史古城的风貌,但在新城区,一栋栋成百上千米的高楼鳞次栉比,直插云霄,最让庞学林感觉意外的是,高楼之间,竟然通过一座座天桥以及立交桥相互连接,形成了独特的3d立体城市的风貌。

    一路上,他还能时不时看到一些身着单人飞行套装的行人穿行其间,充斥着未来城市的风貌。

    只花了不到二十分钟的时间,庞学林和两位军人所搭乘的飞行汽车便来到了一处军用机场内。

    出现在庞学林面前的,是一架乘波体外形,长近三十米,宽十余米,高达六米的载人飞行器。

    “乘波体载人飞机!”

    庞学林喃喃自语。

    所谓乘波体,就得先从激波说起。

    激波是一种强扰动波。

    在激波处,空气从激波前到激波后会发生突变式的压力、温度与密度的升高,同时空气速度会下降。

    一般来说,超音速飞行器、爆炸、子弹射击等情况中激波很常见,可以利用纹影仪直接观察。

    由于激波前后气体密度发生阶跃式的突变,因此激波处会在纹影仪上产生非常明显的暗纹。

    当然,虽然从宏观上看激波处是间断的,但是激波本身还是存在一定厚度的,一般在几个分子平均自由程的量级。

    一般而言,人们会根据激波的形状来将其分为正激波与斜激波。

    正激波假设有一个无限长的圆筒,里面的空气处于静止状态。

    圆筒里装有一个活塞。当活塞由静止开始向右作加速运动时,活塞右侧表面的气体会依次产生扰动波并向右传播。

    当活塞持续作加速运动时,由于后续波的波速大于前面的波,因此后面的波一定会追上前面的波。当无数个扰动波叠加在一起形成一个垂直面的压缩波时,就形成了一个正激波。

    斜激波当一个锥体进行超音速运动的时候,由于其速度超过了声速,因此从该物体上发出的扰动会叠加形成一个波阵面,即斜激波。

    超音速运动物体形成的马赫波,就是斜激波的一种理想情况。

    当物体的运动速度越快,所形成的激波的夹角也就越小。

    当物体的速度没有超过音速时,物体发出的扰动便无法叠加在一个波阵面上,无法形成激波。

    一般而言,正常的斜激波都是附体激波。而当气流转折角δ过大时,就会产生脱体激波。

    脱体激波的前端大部分是以正激波的形式存在,会给物体带来较大的激波阻力。

    正常情况下高超音速飞行器使用的都是附体激波以减少激波阻力;而航天器返回舱则会利用钝头产生脱体激波,利用脱体激波的阻力来更快地将动能转换成热能,实现再入大气层后的减速。

    热能则由覆盖在底部的烧蚀层吸收带走。

    乘波体的概念,是高超音速飞行器气动外形设计中,利用激波压力来提高飞行器升阻比的想法。

    所以乘波体的下表面会设计成平底的形式,为高压的激波后气流留出空间;上方则按照不同需求正常设计成各种流线型。

    这样飞行器便能将来自下方的压力作为自己的升力,提高升阻比。因为是通过“骑乘”在自身飞行产生的激波上来获得升力,所以得名为“乘波体”。

    这种飞行器在现实世界,仅仅应用于弹道导弹弹头等领域,还属于高精尖产品。

    但在这个时代,乘波体飞行器显然已经得到大规模应用。

    难怪沈渊说一小时内派飞机从吐鲁番赶到京城。

    庞学林心中暗道。

第五百零六章 地电流

    半个多小时以后,庞学林稳稳地站在了吐鲁番盆地内的落日工程发射只会中心机场跑道上。

    乘波体飞行器的整体乘坐感觉还不错,除了在起飞阶段的推背感强烈一点,飞行过程中噪声大一点,整体跟搭乘普通的民航飞机区别不大。

    “庞博士,沈渊院士在指挥控制中心等您!”

    一名身着少校制服的军官主动上前道。

    庞学林朝他点了点头,上了专门过来接他的吉普车。

    十多分钟后,庞学林的身影出现在了“落日工程”指挥控制中心的大厅内。

    大厅内的气氛有些凝重,全息屏幕上,炽热的液态铁镍刺目地闪亮着,翻滚着,随着飞船的下潜,在船尾飞快地合拢起来,瞬间充满了飞船通过的空间。

    落日六号还在下沉!

    大多数工作人员脸上的表情都显得很凝重,时不时传来几声窃窃私语。

    沈渊站在指挥控制中心大厅的边缘,那里有一个巨大的落地窗,朝着落日六号的岩浆湖所在的方向。

    “老师!”

    庞学林走到沈渊身后,轻呼出声。

    沈渊转过身,一道犀利的目光瞬间笼罩庞学林全身,仿佛要将他浑身上下看得透透的。

    庞学林微微有些失神。

    因为那一刹那,他从沈渊身上看到了一位熟人的影子。

    托马斯·维德!

    事实上,两人不管是外貌还是气质,都存在着很大的差异。

    托马斯·维德出身克格勃,长相偏古典硬汉气质,眼神稍显阴翳。

    沈渊却是一副儒雅的学者形象,戴着金丝眼镜,头发斑白,教人第一眼就心生好感。

    两人唯一相同的地方,就是眼中永远跳动着一团永不熄灭的火焰。

    “他们是同一种人!”

    庞学林心中暗道。

    “学林,你来了,说说吧,你是怎么发现落日六号飞船航线上那条地幔裂隙的?”

    沈渊的声音听起来略显疲惫,但并没有表现出什么伤感的情绪,就仿佛落日六号内的那个小姑娘不是他女儿一样。

    庞学林深深地吸了口气,说出了自己早就准备好的说辞:“老师,我是从前期探测到的地电流数据中发现问题的……”

    “地电流?”

    沈渊皱了皱眉,一双锐利的眼睛一眨不眨地看着庞学林。

    庞学林面不改色,点头道:“地幔和地核的电导率存在着很大的差异,我们之前做航路勘测的时候,没有对地电流的数据进行定量分析。我这次回去写论文,正好要用到这方面的数据,结果分析之后,发现地下两千五百公里的地方,距离十几千米的两个测量点,地电流的强度差异很大。然后我就做了进一步的计算和分析,结果显示,这两个点中间,应该存在电导率远高于地幔物质的介质。除了地核的铁镍核心,我想不出还有其他什么东西。”

    沈渊沉默了下来,没再说话。

    庞学林也不担心自己的谎言被戳破。

    地电流和地磁场有着非常密切的联系。

    地电流是地磁场产生的主要原因。

    地球内部的地核中存在铁镍核心,这层液态物质即可流动,又可导电,被称为导电流体。

    由于地球自转,导电流体发生运动。

    如果起初在地核内有非常微弱的磁场,就会在导电流体中激发电流,经过非常复杂的相似于自激发电机的机制,磁场和电流的相互作用达到一定的稳定性,形成地电流和稳定的地磁场。

    地电流犹如大地血脉,它的存在和运动很早就被人们发现。

    甚至很多科学家意识到,地电流与地震存在着不小的关系。

    比如地震就是地壳运动,那地壳运动就正好等同于导体(大地)在磁场(地磁)中运动。

    这是类似发电机有电的原理。

    发现地震也会产生异常的地电流,要归功于varley,他对1871年3月17日加拿大地震的观测,才确认了这一现象。

    后来,日本对1923年的关东地震和1949年的鸟取地震都取得了地电流异常的震例。

    我国是在1966年邢台地震之后起步的。

    地电场的观测简单易行,成本低廉。

    在地下相距几十米到百米远的地方,埋放两个铅板,再用导线分别连接到电流表(毫安表)或电压表(毫伏表)的两端,就能从表头上观察到指针的日变化、年变化特征,这种方法是不需外加任何人工电源的。

    20世纪60~70年代我国的许多厂矿、学校和农村都开展过地电观测,是群测群防的重要手段之一,老百姓给了它“土地电”的美称。

    但是土地电异常却存在着真假难辨的难题。

    造成这些异常的最主要的因素是金属电极的化学电位极其不稳定,加之自然电场的复杂变化,使微小的地震信息湮没其中。

    在技术水平有限的客观条件下,中国于20世纪80年代初,决定暂时淘汰土地电方法,把研究的重点放在电阻率的观测上,这是一种外加人工电源的地电方法:先用人工电源把变化不定的天然地电场抵消成零,使测量数据得以稳定,再改测地下介质的电性参数——电阻率,这种技术在工程勘探的应用是相当成功的。

    但是在地震预报上面,依旧没能起到多大作用。

    直到这个时代,人类对于地电流的认知还非常浅薄。

    比如落日工程,虽然测量了地电流的相关参数,但做分析的时候,压根就没有想到地电流会产生什么样的影响。

    “做的不错,你先下去吧。”

    沉默了许久之后,沈渊才再次出声道。

    庞学林点点头,问道:“对了,老师,落日六号……现在怎么样了?”

    “烧熔发动机与主舱结合部断裂,地层飞船的烧熔发动机用超高温射流为飞船切开航行方向的物质,没有它,只剩下一台推进发动机的落日六号在地层中是寸步难行。而且构成飞船的中子材料密度大于地核密度,液态铁镍对飞船产生的浮力小于它的自重,现在落日六号正在向地心沉下去。预计在接下来的几天内进入地心!”

    庞学林张了张嘴,想要说些什么,最终还是什么都没说,转身离开了指挥控制中心。

    沈渊看着自己这位弟子的背影,微微皱了皱眉。

    不知为什么,他总觉得自己这位弟子,和以前不太一样了。

第五百零七章 地球大炮工程

    接下来的一段时间,落日工程总指挥部把所有精力都放在了落日六号地航飞船的救援上。

    庞学林也被拉过去参加了几次讨论会,但大多救援计划最终都被证明不可行。

    按照现有的技术水平,别说派地航飞船救援落日六号,就是确定它地核内的位置,对科学界而言也是一项超级挑战。

    甚至从某种意义上说,基础物理学没有取得重大突破前,基本不太可能在地核深处精确定位落日六号的位置。

    毕竟落日六号位于地核深处,周围是360万个标准大气压和6000摄氏度的高温。

    再加上被厚厚的地层所包围,传统的探测手段基本上都起不了什么作用。

    按照讨论的结果来看,唯一的一条确定落日六号位置的技术路线就是利用中微子探测落日六号的位置。

    但中微子只参与非常微弱的弱相互作用和引力相互作用,具有最强的穿透力,能穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应。

    因此,在这个世界,人类虽然已经能够利用中微子进行通讯,但想要利用中微子探测物质,必须要对中微子有更为深入的了解才行。

    而这需要在基础科学领域取得突破。

    谁也不知道这样的突破什么时候能够完成。

    最终,在落日六号坠入地心的三个月后,沈渊冷酷地宣布放弃落日六号的救援行动,转而将主要精力放在下一步的勘探以及南极庭院工程上面。

    庞学林没有和沈渊对于救援落日六号做太多的交流。

    一方面,他不过是沈渊手下一名普通的博士生,人微言轻,说不上太多的话。

    另一方面,按照当下的技术水平,救援落日六号并不现实。

    他还有另一项很重要的工作要做。

    正常情况下,他还有两年的时间毕业,因此毕业论文可以延后两年,但他等不了那么久了。

    他今后的学术生涯又不是想着做地球物理方面的研究,他真正要做的,是如何利用沈渊所搅动的庞大资源,完成地球大炮的建设工作,并且在此基础上找到救援落日六号的办法。

    最好的办法就是尽快得到沈渊的信任,让庞学林能够在最短的时间内调动最大的资源。

    因此,这段时间,庞学林一直在撰写如何将南极庭院工程改造为地球大炮的工程技术方案和可行性报告。

    他相信,相比于备受争议的南极庭院工程,这份报告将更加容易打动沈渊以及世界各国。

    毕竟相比于地球南极的小小一隅,太空才承载着人类无尽的梦想。

    只不过在这个时代,虽然航天发射的价格已经降到了数十美元每千克,但对于太空产业化而言,成本依旧高昂。如果能够在南极庭院工程的基础上,制造出地球大炮,那么人类就基本上具备了大规模移民太空的能力,这无论对于世界各国,还是对于极具野心的神沈渊而言,都有着莫大的吸引力。

    这天下午,庞学林带着自己撰写的近百页论文,来到了落日工程的指挥控制中心。

    沈渊站在大屏幕之前,正在和屏幕上的一位姑娘对话。

    姑娘穿的一身隔热系统异常发达的航天服,一支铅笔在她的前方无声无息的漂浮着,镜头前的她看起来格外的娇小与柔弱。

    庞学林知道,这是沈静。

    过去几个月,在探讨救援行动时,他和沈静见过几次。

    他甚至还提醒过沈渊,注意落日六号船员们的心理状态。

    但即便如此,依然没有阻止悲剧发生。

    落日六号内,领航员因为承受不住巨大的压力,打开隔了舱门选择自杀。船长在危机关头关闭舱门时,灼伤严重不久后便死去。

    此时,这艘地航飞船内部。仅剩这位可怜的姑娘存活。

    如果庞学林不介入的话,她很有可能将落日六号不到十五立方米的狭小舱室内,待上一辈子,直到老死。

    “找我有什么事吗?”

    沈渊看到庞学林进来,皱了皱眉。

    他有些不喜庞学林打搅到了他和女儿之间的通话。

    庞学林说道:“老师,这是我写的一篇关于南极庭院计划的论文,我想请您斧正一下。”

    “你放着吧,我待会儿看。”

    “好。”

    庞学林抬起头,朝屏幕上的姑娘笑了笑,转身出了大厅。

    沈渊微微叹了口气,问道:“小静,落日六号内的通讯能量,应该剩不了多少了吧。”

    沈静回答道:“视频通话大概还能维持30天。被动接收系统到能一直坚持下去,只可惜传输速率过低,只能接收一些文字信息。放心吧,爸爸,我会安排好我接下来的工作和生活的,落日六号内的生命循环系统完好无损,还可以运转数十年时间,说不定将来我们还有再见之日。”

    沈渊点了点头,说道:“你有什么地方想去吗?过两天我让人带一双你的眼睛出去,你想去哪儿,去看什么,尽管提,我们会尽量满足你的要求。”

    沈静似乎有些纠结,想了想道:“爸爸,让我想去的地方有点多,不知道该不该怎么选,等过几天我再告诉你吧。”

    “行,那我们就不浪费了通讯能量了,今天先到这里吧。”

    很快,通话中断,沈渊坐了下来,有些无力地靠在躺椅上,脸上显露出一丝落寞的表情。

    显然,女儿被困地下,他的内心并没有表面上看起来这么平静。

    沈渊的目光有些无意识地从桌面滑过,忽然他的眼睛一闪,被桌面上论文的标题给吸引住了。

    “地球大炮工程?”

    沈渊喃喃自语,有了些许兴趣。

    很快,沈渊便拿起庞学林所写的论文看了起来。

    这一看,便不知时间飞逝。

    不知不觉间,外面的光线暗了下来。

    沈渊秘书给沈渊送来了晚餐,然后晚餐彻底凉透,沈渊依旧一口未动。

    秘书知道沈渊的性格,也不敢打扰沈渊。

    沈渊的目光牢牢聚焦在庞学林所撰写的论文上,眼睛变得越来越亮。

    许久之后,沈渊才将论文合上,喃喃自语道:“庞学林,没想到我的学生中,竟然还有这样的人才……”
本节结束
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