1979:从主导登月竞赛开始
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第30章 向日葵的玄机(求追读!)

陆航想到这条措施后,便立即动手演算起来。

他要赶在神经元加速剂的药力减退前,尽可能多的解决一些问题。

若要在抛物线的虚线延长段,额外借用一次金星引力的减速,那么牵一发而动全身,前面很多参数都得跟着调整。

这将是一个庞大的计算过程,涉及数百个运算,包括余弦、平方根、椭圆积分、组合分析、解析几何等……

首先是设计抛物线虚线的高度。

利用金星引力减速的目的,是为了远曦一号从双曲线轨道前往水星时,能被后者顺利捕获。

那便不能超过水星的第一宇宙速度——4.3km/s!

那么远曦一号在该抛物线的运动结束前,累计需要获得Δv=2.6km/s的引力减速。

陆航仔细算了一下,该虚线在金星背面的最佳飞掠高度,应在500千米之间。

然而即使是这个高度,在2500公里内也只能获得Δv=2km/s的的减速。

剩余的减速还要另寻他法。

“要是能进入金星的大气层就好了,那里拥有50倍于地球的稠密空气,减速效果肯定相当不错!”

陆航惋惜的叹了口气。

凭金星的高层大气,给远曦一号带去Δv=0.6km/s的减速,肯定绰绰有余了。

只可惜这个时代的探测器,热防护材料还很落后,根本无法抵御金星的日照面温度。

况且大夏也没有金星的引力场模型,美利加和苏里安倒是绘制出来了,但它俩都藏着掖着,怎么可能好心分享过来。

“换一种方式:若消耗燃料辅助减速的话,就要尽可能平衡燃料消耗、任务时间和轨道精度的变量,最好是一次性减速入轨……”

陆航先列出了虚线延长段的齐奥尔科夫斯基公式。

这是世界公认的理想火箭方程,也是航天动力学中的黄金法则,可用来描述速度变化与燃料消耗之间的关系。

罗列方程后,陆航又迅速计算燃料消耗、喷气速度的数值变化。

但是通过差值法分析发现,远曦一号在虚线延长段调转喷管方向、朝前方喷气减速时,燃气消耗量与喷气速度量并非线性关系。

而是呈现不断衰减的指数关系!

这也便意味着在该虚线段,让探测器点火反推的话,燃料消耗的边际效益是呈递减趋势的。

哪怕消耗翻倍的化学燃料,喷气速度量也无法翻倍。

陆航敲了敲脑袋,陷入深深的思考之中。

从目前的计算结果来看,若想通过消耗燃料减速,起码需要翻倍到几十公斤的偏二甲肼/四氧化二氮。

另外,姿轨发动机的无水肼、冷气推进器的氮气瓶等,消耗量也会超出预期、增加15%以上。

显然这是不会被允许的。

哪怕远曦一号耗费了如此大的代价,成功进入前往水星的双曲线轨道;

那么最终抵达水星附近,尝试被其引力捕获时,很可能由于燃料不足导致无法摆脱太阳引力的控制,五个月后仍会绕回到金星。

陆航坐在那里冥思苦想,继续想辙。

为今之计,远曦一号借助金星引力获得Δv=2km/s、借助燃料获得Δv=0.6km/s的减速策略,是不能改变的。

因为就连他也实在想不出,这颗探测器还能从哪里借来力量,实现刹车减速。

那便尝试着对这条长达2500公里的虚线延长段,设计出更优化的轨道参数,使其更加节能?

陆航闭目静思片刻后,从图书馆的椅子站了起来。

他伸了伸懒腰,出去散步在东航校园的蜿蜒小径上,试图通过放松心情,来捕捉一些稍纵即逝的灵感。

科研并非是坐在一间屋子里绞尽脑汁的思考,就能闭门造车。

如果实在没有思路,就只是坐在那里精神内耗而已。

纵观历史上那些大科学家,有多少理论都是他们在散步时妙手偶得,进而推导出来的。

譬如爱因斯坦骑脚踏车想出了相对论、卡尔·安德森的正电子与反物质、托马斯·摩根的果蝇染色体遗传性研究、查尔斯·里克特的地震分级理论等。

于是陆航散着步,从图书馆往南,走到‘求是广场’上。

看着这里春意盎然的景象,还有一群放风筝的学生,心情豁然开朗起来。

求是广场上立着一尊‘冯如’的铜像,这位近代著名的飞行家,被航天四佬之一的钱老,亲切地称呼为‘大夏航空之父’。

尽管就实际贡献而言,显然是钱老更名副其实。

但冯如的先驱意义、启蒙意义、奠基意义同样不容小觑。

陆航的思绪转移到了更遥远的钱老身上。

这位未曾谋面的大夏航天扛鼎之人,被誉为能抵美利加五个空降师的传奇科学家,无论在前一个时空还是这个时空,都凭借着无与伦比的创造力与洞察力,领导了一整个航天时代。

不知道自己有没有机会见一面呢?

科罗廖夫、冯布劳恩、钱老还有东瀛的糸川英夫,这条时间线的1979年——

注定是群星璀璨、百花齐放的时代!

陆航行走在校园里,神经元加速剂的药力仍在生效。

他快速思考着如何让远曦一号在那段抛物线虚线,节省更多的化学燃料。

任何复杂的航天工程问题,结构、燃料、航电,究其本质仍是数学问题。

而复杂的数学问题需要分解、协调,先拆成一个个子问题,再统一优化……

那么这条长达2500公里的虚线延长段,可以怎样优化呢?

陆航从求是广场走到晨读园,又从晨读园走到主教学楼前的‘京州壹号’飞机雕塑前。

路边的同学大声谈论着最近上映的电影《小花》,这部片子捧红了陈冲、刘晓庆和唐国强。

两名学生互相打开随身听的磁带卡座,热情的拿李谷一的《乡恋》交换了蒋大为的《牡丹之歌》。

隔壁的静园里,有学生捧着书本,跟着《新概念英语》的广播大声朗诵,为赴欧留学做准备。

更北边的发动机楼里,飞行器设计系的学生做点火试验时,又把喷管搞成了烟囱,发出低沉的轰隆声。

似乎是多巴胺和血清素分泌旺盛的缘故,陆航的各种感官都无比敏锐。

就连视野都格外清晰,像是处于一种动态的晃荡之中。

静园里种植着几十株向日葵,此时四月底,正值春暖花开的时节。

这些葵花正处于旺盛的营养生长阶段,看上去颇为灵动。

陆航停住脚步,嗅着空气里淡雅宜人的花香,仿佛带着花海的气息。

在盛大的阳光下,陆航的视野却出现了一些变化。

他看到金色的花海竟以某种旋律,随风摇摆起来。

铬黄色的花瓣和碧绿的叶片,在静园里如火焰般舞动......

在别人眼里,这只是一块向日葵的种植地,但陆航却从中看到了玄机!

无数的公式、定理从他脑海中一闪而过。

最终,他整个人一阵激灵,像是被雷电劈中,精准而兴奋的握住一串虚无的数字。

附近朗读《新概念英语》的学生,被突如其来的欢呼声吓得差点咬到舌头。

只见陆航揪着一株向日葵的花盘,激动的蹿回图书馆——

“我找到方法了,是斐波那契数列!它是最完美、最符合要求的轨道优化方法!”