牵引一颗小行星的难度有多高?
要说难,难到没谱。
从技术上看,不管是从前方牵引还是后方推进,只要去动小行星,都会干扰到其质量重心的运动,如果对质量重心的计算稍微出现偏差,不飞出太阳系都算好的,别说牵引到目标轨道目标地点了。
说容易,也的确容易,因为原理十分简单。
随便弄个钩子把小行星固定住,开推力,就能改变其运转轨道,如果本来小行星就是擦过土球,改变所需的推力不会很大。
如果时间比较充裕,比如说几百年,那还有更简单的。牵引机与小行星之间甚至不需要物理连接,只要牵引机有一定重量,依靠两者间的万有引力,就能缓慢的改变运动轨道。
小行星大多数都属于两个类型,铁质和冰质。
铁质小行星含铁比例超过七成,少数能达到八成以上,适合建筑。莫以为铁在太空里没用,只是每公斤材料上天都意味着背后一大叠票子,铁的比重明显过大了,所以不太用在航天上,但是如果能从太空里以合适的代价得到,它仍然可以作为最常用的材料。
冰质的一般是从彗星上分离或柯伊伯带被其他天体撞出常规轨道的,适合做燃料,至于生活用,要看其受宇宙射线和放射物影响的情况。土球现有的技术,很难在短时间内彻底净化其中的放射物,不过应急的话,可以多耗费电力,严格控制好温度多蒸馏几道,也不是不能喝,但要准备好太空医疗体系再说。
不论什么类型的小行星,都能对新型太空站的建设或补给带来巨大的帮助,开发起来,也比在月球再建设一套产业链要容易许多。
综合讨论之后,C国决定试一试。
这种事仅靠C国一己之力还不够,F国表示可以在对外保密的前提下,协调全球观测机构帮帮忙,当然,要钱。
F国在土球上的影响力没有扩展到全球,不过F国奇妙的国家气质,让她人缘很好,给钱的话,不会有人拒绝她,例子就是她会背着别人跟C国好。C国就做不到,因为以A国为首的战略敌对关系,很多事情出钱都办不到。
借助F国的关系网,小行星抓捕项目启动了一次全球天文搜索。
这样的项目曾经在A国研究机构的主导下,有几次相关的全球合作,所以这回F国出钱,大家轻车熟路。
几天的时间里,C国就从大量的反馈数据里,找到了备选目标。
总共三颗。
一号直径是十二米,长度略大于直径,总质量估算一万三千吨出头,优点是它的轨迹最贴近低轨道,借助霍曼转移动作(在近地点前后全力反推),有抓捕的可能性,不过重量太大,航天体系没有把握在它进入近地点之前在轨道上储备足够的燃料。
二号备选的直径更小,直径只有七米,由多个高海拔天文台反复确认过数据,光谱分析其岩质成分略高(密度较低),很可能是首次掠过土球。其预估重量仅有一千五百吨,缺陷是近地点高度超过了两千公里。
三号最大,超过两万吨,不过也有一点优势,它是一颗几十年前就被土球与月球系统捕捉到的小行星,现在轨道速度趋于稳定,使用霍曼转移机动,改变成近圆轨道,实际能量耗费不会比一号多。但是因为太重了,后期降低轨道仍然需要巨大的耗费。
C国讨论后决定对二号实施抓捕,不能好高骛远,起码先把捕捉能力验证了。
F国和R国表示可以各自支持一具火箭,他们倒是也想大方点,以后可以在天上多占点话语权,但奈何国力有限,动员力也远远比不上C国,只能意思意思。
由于对接经验丰富,本次也是把载荷发到近地轨道去对接成捕捉器。
捕捉器分为三个部分,本体、燃料罐、额外推进器,其中只有本体是用R国的火箭一次到位的,其他东西都在轨道上拼装。
虽然不计代价的极限加速了,时间还是比较长。
期间地表上迎来了第三只二级怪兽,催眠师。
就是那种有巨大虚影,还会把别的一级怪兽拟态成自己的七彩大金鱼。
有不幸和幸运,两者的原因都是因为催眠师比较胆小。
因为胆小,催眠师不太喜欢飞,而是长时间在海里游动,导致土球上没有什么合适的武器可以有效攻击它的。
同时也因为胆小,催眠师也不会登陆之后向内陆深入,只是稍微破坏一番就赶紧回海里去。同时,它在海里移动的速度,并不像星碎一天机动好几个时区那样让人窒息。
终于,在这货第三次跑到西中洲与中部中洲结合处作案时,因为水深太浅被锁定到,三个拥核国家连续投弹,给它在近海炸死了。
等到催眠师过去,又过了两只一级小怪兽,C国自己都单挑了一只,小行星抓捕行动才正式开始。
首先通过UN通报,C国会发射高抛线弹道导弹。
实际并不是什么弹道导弹,这是一颗提前在低轨道准备的,还有一级火箭没有启动的导弹。
这也是不得已,因为根据反复计算,不把小行星脑袋削掉一节继续减轻重量,最少还要再发十罐燃料上去,才能把它降到近地点一千公里的轨道。
总之导弹先上,点火时机、弹道,都是经过超算反复计算的,但削出来的形状如何,后续轨迹偏移量,还得碰运气。
正式行动,导弹准确命中。
低轨道的一群已经调整好姿态对着小行星的卫星,拍照的拍照,侧波段的侧波段,很快计算出剩余主体的轨道偏移量。
按计划,最好的结果是一导弹上去,直接把小行星的速度制动到人造卫星的水准,那样后续的燃料消耗比较小,甚至可以考虑捕捉器以后再用。
但爆炸这个东西,没有足够的准备时间和现场勘测,肯定没办法那么精准。
最终,剩余不到一千吨的主体,还是比同高度人造卫星,快了两百米秒。
看起来不多,但是一千吨的东西要获得两百米秒的速度,哪怕在太空里也要耗费巨量燃料。
不过导弹攻击到底还是大幅度降低了小行星的速度,因此其轨道已经发生巨大的变化,远地点距离从三百万公里,缩减至……刚好会被月球捕捉撞上去。
差了点,只能上了。
在1800公里高度轨道待命的捕捉器继续升轨,在小行星变轨后1900公里近地点之前与其汇合。
什么?碎片?
几千公里外的碎片按球面非均匀分布、非匀速散射出去,其中大部分是远离土球方向的,捕捉器被直接命中的几率几乎没有。
接下来经过十几个小时的轨道微调,捕捉器才把小行星主体抓住,打孔抓牢时距离近地点仅剩三小时十二分。
捕捉后进入更紧张的阶段,通过捕捉器主体的各种传感器传回的数据,地表C国调动了几十台超算,来运算各个方面,整体质量重心位置,整体推力方向要如何调整,后续推力方向怎样等等。
距离近地点剩余一小时五十二分。
捕捉器在成功捕捉后首次点火,只开了2%的推力。
这里是对前面计算参数的一个反馈,小行星的移动方向、抓取结构是否有位移等等,都会决定接下来的策略。
距离近地点剩余一小时二十六分,推进策略小幅调整,推力增加至16%。
需要解释一下的是,本次在太空里用的推进器,和地面用的大有不同,是给登月计划准备的发动机类型,推力较小,燃烧燃料的速度相对慢一些,但每吨燃料产生的米秒数(比冲)更大。
具体数值对比的话,地表使用的火箭第一级,比冲在两百到三百之间,哪怕在高度九十公里以上大气超稀薄区,比冲也不超过三百二。本次使用的,比冲值达到了四百五十,同等燃料要多出一大截推力。
为什么地面不用这么厉害的发动机?
第一,地面比冲上不去,这类发动机的地表表现,还不如正常的一级发动机。
第二,没办法做大,要获得额外比冲,是需要对燃料进行额外增压的,而且是燃烧后增压,稍微大一点,材料就会融毁。因为做不大,所以用千牛这类力学单位计算,实际推力很小,在大重力环境下根本给不出加速度。
总之依靠之前的准备的燃料,五个推进器构成的推进组,完成捕捉后,要全力推三十到三十二分钟,才能把燃料耗尽,不像是普通火箭一样几百秒就要烧掉数百吨燃料。
小行星距离近地点剩余一小时十分,捕捉器发动机停止,静静等待霍曼转移的时机。
近地点时限十八分五十秒,发动机全功率启动!
然后就是漫长的霍曼转移时间。
地面观测、伴随计算的小行星轨道,远地点不断变化,从撞击月球,到被月球弹飞,再扭曲回来变成绕地轨道,接着远地点不断与土球拉近距离。
近地点(前)过去的第七分钟,捕捉器再次熄火,剩余燃料8%,之前的近地点已经成了远地点。
近地点(现),距离地表高度600公里,半周绕行时间约九十分钟。
要利用好燃料,接下来就要等到现在的近地点,再进行霍曼转移机动。
第一次抓捕行动,抓捕器最终燃料耗尽时,目标小行星近地点600公里,远地点900公里,没到预期最好的状态,至少也不是最差。
虽然距离空间站还挺远,但这样的高度起伏,已经能够进行再次燃料补给了。
小行星是预备材料,新空间站不管是人员、电力、设备都没到位,不需要现在就把它弄到位。
另外小行星进入相应轨道上,跟空间站进入相对静止且足够近的位置,也需要等待窗口,最近的窗口时间要八天,之后每十几天才有一个窗口。
C国这次动作太大,有外层空间观测能力的国家纷纷表示震惊,要求C国给出合理解释。
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