第7章 第八章 初步方案
8036年春分,中枢城航天城的专项研究小组办公室里,晨光透过百叶窗在地面投下细碎的光影,桌上摊开的星巢设计图纸上,红色标注的修改痕迹已覆盖了最初的铅笔线条。经过三个多月的论证与博弈,“星巢计划”终于从模糊的构想,走向了具备可落地性的初步方案——这个将在穹宇搭建的环形基地,此刻正以更清晰的轮廓,呈现在夏国科研团队的眼前。
此时距离中枢会议中心那场关键会议已过去四个月。自专项研究小组成立以来,材料学、物理学、天文学、工程学的专家们几乎没有休过完整的周末,会议室的白板换了一块又一块,堆满数据报告的文件柜从最初的1个增加到4个。最棘手的争议集中在星巢的整体结构上:起初有专家提出“球形结构”,认为其抗穹宇辐射与微陨石撞击的能力更强;也有人主张“柱形结构”,便于舱体模块化组装。直到第三次全体会议上,航天专家林岚团队展示的离心力模拟数据,才让“环形结构”成为最终共识——通过环形舱体的匀速旋转产生离心力,能模拟出接近炎星的重力环境,解决人员长期驻留导致的肌肉萎缩、骨骼流失问题,这对星巢未来的科研与生活至关重要。
确定结构方向后,团队开始细化设计参数。经过上百次计算机模拟与地面模型测试,星巢的初步框架逐渐定型:整体采用环形布局,由360个规格统一的独立舱体围绕中心舱排列而成,每个舱体尺寸设定为50m×20m×20m——这个尺寸既考虑了超重型火箭的运载能力(单个舱体拆解后重量可控制在150吨以内),又能满足不同功能需求的灵活划分。舱体之间通过直径3米的连接通道与碳纤维管道相连,连接通道负责人员与物资传输,碳纤维管道则承担能源输送与数据通信功能,管道外层包裹着3厘米厚的防辐射涂层,可抵御90%以上的穹宇高能粒子。
作为整个星巢的“大脑”,中心舱的设计尤为关键。专项小组将其定位为核心枢纽,分为三层:底层是能源控制中心,集中放置核聚变发电机组与穹宇太阳能帆板的储能设备,为整个星巢提供稳定电力;中层是指挥调度中心,配备多套冗余通信系统,可同时与炎星地面指挥中心、穹极星基地及其他穹宇探测器保持实时连接,舱内的AI控制系统能自动监测各子舱体的运行状态,一旦出现故障立即触发应急预案;顶层是人员换乘与物资分配中心,设有12个对接端口,可同时接纳6艘货运飞船或载人飞船,物资通过自动化传送带精准分配至各个子舱体,人员则通过智能导航系统快速抵达目的地。
在功能分区规划上,团队根据前期论证的需求,将360个独立舱体划分为四大类。第一类是科研实验舱,共80个,占比约22%,内部配备微重力实验室、穹宇材料合成炉、深空探测望远镜等设备,主要用于开展生命科学、天体物理、新材料研发等领域的实验——考虑到不同实验对环境的特殊要求,部分舱体还设计了可调节气压与温度的密闭空间,能模拟火星、穹极星等星球的表面环境。第二类是居住舱,共60个,可容纳300名人员长期驻留,每个居住舱分为4个独立套间,配备可折叠床铺、水循环洗漱系统与迷你生态种植区,舱壁采用可变色玻璃,能根据人员需求调节透光率,缓解穹宇环境带来的视觉疲劳。第三类是资源开采与加工舱,共120个,是星巢实现“资源自给”的核心,其中60个舱体用于接收穹极星与小行星开采的矿物原料,通过高温熔炼炉与3D打印设备,将原料加工成星巢所需的零部件;另外60个舱体则专注于穹宇能源开发,除了接收穹宇太阳能帆板传输的电能,还尝试利用穹极星氦-3进行核聚变发电实验,为未来能源供应提供备份方案。第四类是辅助服务舱,共100个,涵盖食品加工、医疗保障、设备维修等功能,其中医疗舱配备了小型手术机器人与远程诊疗系统,可与中枢城、魔都的顶级医院实现数据互通,确保人员在穹宇能获得及时的医疗救助;食品加工舱则通过微生物发酵技术与植物工厂,实现粮食、蔬菜的部分自给,减少对炎星物资补给的依赖。
结构与功能确定后,专项小组开始对项目所需的技术、资源、资金进行初步估算。技术层面,团队梳理出三大核心攻关方向:一是舱体材料,需要研发一种兼具高强度、低密度与抗辐射性能的复合材料,目前中枢城航天材料研究所的“碳纳米管-钛合金”复合材已完成初步测试,但其长期抗疲劳性能仍需进一步验证;二是自动化组装技术,星巢360个舱体需在穹宇完成精准对接,误差需控制在0.1毫米以内,这要求自动化机器人具备更高的定位精度与环境适应能力,魔都航天技术公司已启动新一代机器人的研发;三是生命保障系统,要实现水、空气的循环利用与食物的部分自给,目前水的循环利用率已达95%,但空气净化系统在应对微生物滋生方面仍需优化。
资源与资金方面,初步估算显示,星巢计划总投资约需150万亿夏国币,其中前期设计与分科目研究阶段需投入30万亿,主要用于技术研发与模型测试;中期地面总装与火箭发射阶段需投入80万亿,涵盖舱体制造、超重型火箭研发与发射场地建设;后期运营与维护阶段需投入40万亿,用于人员培训、物资补给与设备更新。资源需求上,仅舱体制造就需要钛合金12万吨、碳纤维8万吨,这些材料需从夏国西北的特种钢厂与华东的复合材料生产基地调配,同时还需协调全国20个省份的136家配套工厂,确保零部件的标准化生产。
8036年6月,专项研究小组完成《星巢计划初步可行性报告》的最终修订,报告中不仅详细阐述了星巢的设计方案、技术路线与资源需求,还附上了120组计算机模拟数据与30份地面模型测试报告。在向国家相关部门汇报的会议上,项目负责人赵伟主任通过三维动画,向领导们展示了星巢的整体结构与运行流程:画面中,环形的星巢在炎星同步轨道上缓缓旋转,太阳能帆板如同展开的翅膀接收阳光,货运飞船精准对接中心舱,居住舱内的科研人员在模拟重力环境下正常行走——当动画播放到资源加工舱将穹极星矿物转化为零部件时,一位领导忍不住提问:“这个方案的风险点在哪里?”赵伟主任坦诚回答:“主要风险集中在穹宇组装精度与长期运行稳定性上,目前我们的地面模拟测试还无法完全还原穹宇的微重力与辐射环境,部分技术参数可能需要在后续试验中调整。”
会议结束后,国家相关部门对报告提出了三点优化建议:一是增加国际合作条款,预留20%的科研实验舱与居住舱,邀请友好国家参与星巢建设,以更好地实现“平衡贸易、共享红利”的目标;二是强化应急方案设计,针对微陨石撞击、能源系统故障等极端情况,补充多套冗余备份措施;三是细化资金分阶段投入计划,确保每一笔资金都能精准对接关键技术研发。专项小组根据这些建议,对报告进行了最后一轮修改,至此,星巢计划的初步方案正式成型——这个诞生于夏国应对危机需求的穹宇项目,终于迈出了从构想走向现实的关键一步,而在中枢城航天城的实验室里,林岚与同事们已经开始为下一个阶段的论证工作做准备,他们知道,这仅仅是星巢征程的开始,更艰巨的挑战还在前方等待着他们。