第二百二十八章 亚金属氢

    超算中心已经将很大一部分运算力用到了中间层大气运动的计算上面。

    尽管由于中间层的大气密度非常小，对流天气的力量和对流层相比弱了非常多，但是这并不代表中间层的的大气运动可以忽略。

    中间层不会产生高低气压，但因为中间层的大气密度非常之小，故像行星波之类的长周期波动，会以一个大的震幅从底层传递上来。

    根据这样的波动现象，在震幅极端大的地方会形成力学上不稳定的部分，这种波动现象亦同样对其附近的大气循环做成较大影响。

    如果不考虑这些问题，真空管道在大气层里面的使用会出大问题的。

    尽管质量投射器系统第一阶段的计划，并没有打算架设中间层真空管道，但是未来的第二阶段，是肯定要架设的。

    所以这些问题不得不考虑，质量投射器系统既然是一个系统，那么一点点变量，都可能引发可怕的蝴蝶效应。

    除了中间层的大气运动问题，另外还有一个问题，空间站问题。

    第二阶段中，黄豪杰计划在卡门线附近建设一个空间站，而卡门线的海拔是100公里，这里一般被称为超低近地轨道。

    为什么一边的人造卫星或者空间站之类的人造天体，都在海拔300公里以上，普遍都是在500～600公里的位置运行?

    那是因为海拔100～300公里这一片区域，尽管在航空航天行业的定义之中，是属于航天区域，但是由于这里的大气含量依旧是非常高（相对于外太空而言）。

    这样一来，人造天体在这个区域里面运行，必然会受到空气阻力的影响，尽管这个空气阻力看起来非常小，但是一旦时间长起来，人造天体的高度肯定会不断的下降。

    而人造天体的高度不断下降，就会越来越靠近地面，越靠近地面大气密度越大，只能产生恶性循环，最后堕下地面。

    当然这个区域之中，也不是没有人尝试利用过，例如太阳国的航天机构，在去年（2017）发射的“燕子”超低轨道实验卫星，燕子卫星的运行高度就在180～250公里之间。

    为了抵扣大气阻力，太阳人采用了离子发动机。

    这种发动机的工作原理是先将气体电离，然后用电磁力将带电离子加速后喷出，利用反作用力作为动力推进。

    离子发动机一直各航天大国热衷研发的热门动力，被誉为未来宇航动力的主力，各个航天大国都在不断研发中。

    太阳人发射这种超低轨道卫星，首要目的就是为了测试离子发动机的高效性和材料的耐用性。

    不过这个燕子卫星加上燃料，整天重量不过是几十公斤。

    之所以这么小，主要是因为离子发动机的一个弱点，那就是高比冲，低推力，如果要实现大推力，唯一的方法就是上核电池。

    不然银河科技的卡门线空间站，根本无法使用离子发动机作为矢量矫正动力，毕竟除了空间站的几百吨质量，还需要承受长达40公里的缆绳质量。

    几百吨质量的空间站如何使用离子发动机?除非黄豪杰现在点出核聚变发电机，不然还是乖乖的玩化学能推进吧！

    不过化学能推进也不是不能考虑的。

    化学能推进的燃料有两种：一种是液态物质，另一种是固态物质，还有液—固混合的。

    液态燃料：从理论计算来看最佳液态燃料是液态氢，液态氢与液态氧混合燃烧可以产生大约等于  350的比冲。

    比冲就是化学能发动机的推力(千克力)与其喷出质点每秒质量流量(kg/s)的比值。

    如果用液态臭氧或液态氟来代替液态氧，那么比冲量可提高到大约370，毛熊就有氢氟发电机，问题这玩意燃烧之后的产物是剧毒的。

    燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机。

    除液态氢以外，甲醇、乙醇、高浓度水合肼、二甲肼、硝基甲烷等物质都可用作液体燃料。

    固态燃料就是硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯、二茂铁及其衍生物等都可用作复合固体燃料。

    某些密度小的金属或非金属，例如锂、铍、镁、铝、硼等，尤其是铍在燃烧的过程中能释放出巨大的能量，每千克铍完全燃烧放出的热量高达15000  kJ，是一种优质的化学燃料，放出的热量比氢气还多。

    通常把这些金属做成纳米级大小微粒的燃料剂。

    例如在火箭发射的固体燃料推进剂中添加质量分数为1的纳米级铝或镍微粒，每克燃料的燃烧热可增加1倍左右。

    但是，这些燃料的缺点是：其中一些元素很稀少，并在燃烧时都涉及技术困难——冒烟、氧化物沉积等等。

    如果在两种燃料中，一种为固体，一种为液体，则称为固－液化学能发动机或直接称其物质名称的发动机；例如氢氧发动机。

    由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高，所以，研制的火箭发动机多是固－液火箭发动机，两种燃料相遇燃烧，形成高温高压气体，气体从喷口喷出，产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。

    黄豪杰思考着这个问题，突然他反应过来：“或许那个东西可以利用起来。”

    他立刻调出了［氢气固化催化剂］的资料库，然后一边计算一边思考着。

    被氢气固化催化剂固化之后的氢气，会呈现出金属氢状态，但是这种固化金属氢由于催化剂掺杂在里面，让这种金属氢失去了常温超导和爆炸的特性。

    可以说是有得有失，材料研究所将这种金属氢物质命名为亚金属氢。

    亚金属氢在一般情况下都非常的稳定，只有在特定条件的刺激下，才会解除金属氢状态，释放出之前被固化的金属氢。

    而亚金属氢的密度是液态氢的七倍左右，其中94%是氢原子，剩下的6%是固化催化剂。

    1立方米的亚金属氢，可以产生6.58立方米的液态氢。

    我们看一下氢三种状态的密度就知道其中的差距：气态氢0.089千克每立方米、液态氢70.8千克每立方米、亚金属氢497.2千克每立方米。

    航天火箭之中，最麻烦的可能就是液态氢的储存了，尽管氢气的制备非常简单，直接电解水就可以获得。

    液态氢空间要求最小，但是它需要在负225摄氏度的条件下储存，这得花不少能量来保持这个温度。

    氢气是分子量最小的气体，比氦气还轻，所以它非常容易逃逸。

    所以液态氢不容易储存，因为这个东西不仅仅易燃易爆，还需要密封和低温储备，就算是密封和低温储备起来，如果长时间不用，液态氢会慢慢的泄漏掉。

    亚金属氢成功解决了这个问题。

    黄豪杰坐在椅子上看着亚金属氢的资料，看来要和东唐航天系统合作一下，单靠银河科技自己，时间可能来不及。


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