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继昌自嘲:“可惜最后那个屁股蹲毁了我的形象,我就不去丢人现眼啦。”他把上半身探出舱门外,用力向那个姑娘招手。姑娘的身影迅速变小,随后,巨大的球体也隐于苍茫暮色之中。
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近光速星际飞船的建造紧锣密鼓地开始了。亚历克斯负责原理型实验飞船的设计制造,按他的话说,他是挑了一件容易干的活儿,把最硬的骨头——实用型的星际飞船——留给年轻的贺梓舟了。
的确,如果飞船无限逼近光速以至相对论的时间效应显著显现后,飞船设计就将面临全新的态势。首先,过去人们头疼的一些问题,比如十万年级别的飞船维生系统和乘员冬眠系统等,这时已迎刃而解,因为飞船一旦达到近光速,船内的固有时间的流逝速率就接近于零。船员可在有生之年周游宇宙,再返回地球,至于想逃离几十光年的灾变区域更不在话下,即使考虑加速段所消耗的时间,最多也只需十几年(飞船时间)就能实现。曾有专家说,对于星际飞船来说,仅仅飞船密封门的漏泄问题就极难解决,因为在漫长的时间内,再微小的漏泄也会造成氧气的巨量损耗,而飞船又无法停下来补充(飞船制动和再次起航需要消耗太多的能量)。但对于近光速飞船来说,漏泄已经不是问题了。
困难的问题有两个。一个是防辐射,因为对于近光速飞船来说,太空中静止的游离粒子也将转化为致命辐射。不过,这个问题相对容易解决一些,因为对一艘燃料无限的飞船来说,可以设置足够的辐射屏蔽。第二个是飞船操控系统的反应速度。航行途中无法避免一些应急的调整,比如飞船偏离预定航线啦,遭遇较大的陨石啦,等等。这些意外情况不会很多,普通飞船一般也能做出反应。但对近光速飞船来说,船速极高而船上固有时间的流逝速率近乎为零!于是就形成这样的态势:在近光速飞船内部,人们(及机器和电脑)以正常速度生活着,工作着;但假如船外一个静止的观察员能看到飞船内部(根据相对论不可能看到),那他会焦急地发现,飞船内的电脑屏幕得花一百年才能蹦出“警告”这两个字,而驾驶员得花一万年才能辨认出它。也就是说,光速飞船根本无法对“正常宇宙”做出迅速反应,由电脑自动控制同样不行——电脑的运行也变慢了。
这个看似简单的问题实际是完全无解的——你不可能在飞船的时间系统中为驾驶员(和飞船内电脑)保留一个特殊的、时间以正常速率流逝的空间,这是绝对不可能的,除非相对论被彻底推翻。而且,一旦有了光速飞船,人类当然不会仅仅满足于逃亡,肯定会把目光投向更远的宇宙,那么,飞船可能撞上的不仅是小型陨石,总有一天它会正对着一颗恒星撞过去。对于一艘无法做出及时反应的飞船来说,这当然意味着毁灭。
当然,方法是有的——限止飞船的速度。比如,把船速限制在半光速之内,在此速度下,时间流逝速率是正常速率的0.861。以这样的速率,驾驶员还能有足够的反应时间。但是——这可能吗?在能达到梦寐以求的光速飞行时人类却主动自残?而且,限止了船速,意味着同时放弃因时间延迟而带来的种种好处,比如船员寿命的延长,甚至连密封门的漏泄问题也得重新面对。
这是一个两难问题。它不是小修小改小打小闹就能解决的,要想解决,必须突破现在的理论框架。所以,“这个有可能要耗费一生的难题,就交给年轻的贺梓舟了。”亚历克斯笑着说,但语气非常认真。
原理实验飞船的图纸在三个月内就完成了。大家为这艘图纸上的飞船预先定了名字:“金鱼”号,因为它的外形酷似金鱼。前边是球形的船舱,直径约为两千米,这是金鱼的身体。后边是酷似金鱼尾巴的凹抛物形反射镜面,它负责把空间受激湮灭所产生的光能转化为驱动力。球形船舱的外表面上,沿着纵向,也就是通过前端部和尾部的球体圆周上,围着两圈密密的“项链”,它们分别是主注入器和万亿电子伏特加速器,是把费米加速器那个“8”字折叠在一起了。项链上的珠子就是暴露在真空中的超导磁铁环,是约束粒子沿圆形轨道行进并为它们加速的。其中,万亿电子伏特加速器的末段行程穿越金鱼尾巴,进入凹抛物形反射镜面的内部,在其焦点处交汇,近光速的质子和反质子就将在这里对撞。当然,为了保护飞船不受损坏,对撞点距反射面的距离要大于湮灭空间的球半径。
反射镜面的垂直投影面直径约为一千米,面积七十九万平方米,能产生三千八百牛的光压驱动力。飞船的设计自重为一千六百吨,那么光压将产生0.0002g的加速度。对于光压驱动来说,这已经是非常难得的成就了。
球形舱的前部是水平状的驾驶员观察窗,它是飞船的眼睛,但从外形上看更像金鱼的嘴巴。可是金鱼怎么能缺了一双眼睛?于是,童心盎然的亚历克斯小小地违反了自己“设计力求简洁实用”的原则,在鱼头上画了两只大大的眼睛。他笑言,这样的外形美是唯有原理实验飞船才能享受到的奢侈,因为在实用型的飞船中,船身要绕中轴线旋转以产生模拟重力(加速器和反射镜面也一同旋转,这不影响粒子的对撞),而且船艏要额外配置很厚的重水屏蔽层,不可能再保持金鱼的外形了。
在飞船的首尾处还配备了十六个可变矢量喷口,用于飞船姿态调整。它们的动力方式是普通的等离子驱动。姿态调整装置最重要的作用是:一旦飞船快要到达目的地,就靠它们把飞船来个一百八十度的转弯,变成尾前头后,把飞船的驱动变为制动。
在上帝之鞭的无情鞭挞下,设计和制造是穿插进行的。总体设计完成后,一些能够确定的、制造工期较长的零部件被先期设计出来,并立即投入生产;其他零部件随后陆续完成设计和投入制造。这样做难免出现一些错误,造成一些返工,但——在战时,时间比成本更重要。
那种全新的加工方法,即“内爆成型法”,赶不上在第一艘实验飞船上使用了,但有可能用到第二艘上。到那时,飞船的制造成本将大幅度降低,而飞船的强度会大大提高,两者的改善甚至能达到两个数量级。
全世界有相应工艺水平的工厂都投入了这艘飞船的制造中,并把它们列在工厂计划的首项。十个月后,飞船零部件开始被送入太空同步轨道,
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