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第二百二十章 返回地球,微波输电!

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    太空行走顺利完成,让空间站的建设计划,又顺利向前推进了一大步。

    这也算是这一次太空任务,最重要的内容。

    神舟飞船进入太空第七天。

    轨道舱实验室之中的太空蔬菜,已经长出了接近五公分的高度。

    按照地面之上的农业经验来看,这已经达到了采收的标准。

    “金属晶体生长炉之中的成品,打包完毕了。”

    聂海胜轻手轻脚地将实验成品,装进运货箱之后,将之固定在返回舱的舱室之中。

    这些来之不易,花费重金的实验产品,将会和他们一起乘坐返回舱,一起回到大地之上。

    “太空蔬菜打包的怎么样了?”

    相比较于是固体的金属产品,蔬菜的打包难度就更大一些。

    因为这些小家伙们,更加的脆弱。

    除了那些生长速度很快的青菜之外,还有一部份种子是十分珍贵的。

    来自于三清山的濒危植物种子,也在太空之中尝试了培育发芽工作。

    他们现在要将这些十分较弱的小家伙们,按照他们之前接受的训练,小心地装进一个个小盒子之中。

    然后再用缓冲棉垫好之后,再塞进返回舱的货仓之中。

    在打包好所有的货物之后,两人对飞船之内的各个系统,做了最后一遍的检查。

    尤其是关键的能源系统。

    太阳能翼板的工作效率很高,依然在孜孜不倦地工作着。

    它将会保障,飞船上的设备在航天员们离开之后,也能够维持运转。

    两人完成了所有工作之后,在太空之中吃完了最后一餐。

    预先准备的食物,还有不少剩余。

    除了常规的各类主食和菜肴之外,剩下比较多的实际上是各类甜点和水果的冻干制品。

    “我们拍一张照片作为留念吧!”费俊龙在完成了一系列的工作之后说道。

    距离他们返回的时间,还有一点点的空闲。

    两人于是用着飞船之内的相机,以舷窗之中的蔚蓝色地球为背景,拍下了一张极为漂亮的照片。

    拍摄完成之后,通过飞船之外的中继卫星,传输回到地球。

    也让地面之上的大家,看到了他们的喜悦。

    伴飞的中继卫星,采用了最新的通信技术。

    将同步传输的数据量,提升了一个数量级。

    最直观的感受就是,现在地面指挥中心甚至可以和飞船之中的两人进行实时的视频连接。

    在这之前,天地之间的通信因为必须借助通信卫星来进行,虽然也能够进行视频通话。

    但是这就要在通话之前,协调一颗低轨道通信卫星,不仅仅耗时耗力,而且很麻烦。

    现如今,地面之上可以随时通过舱室内的摄像头,看到他们的情况。

    也能够进行实时的沟通,效率相比较于之前高出了不少。

    当然,受限于目前的技术水平,还不能够实现高分辨率的实时视频。

    分辨率只能勉强达到1080p,不是摄像头的分辨率达不到,而是通信传输速度达不到。

    再往上叠加分辨率,对于传输速度的要求也是成倍的增加。

    其实通过协调数颗低轨道通信卫星,也能够解决这个问题。

    不过大家一直认为,目前这样的分辨率也能够接受,就不要耗费人力,物力去干这件事了。

    两位航天员,完成了自己在太空之中的最后一个任务,将返回舱的舱室门关上。

    安安静静地坐在了返回舱的座椅之上。

    这一次的座椅,相比较于第一次太空任务,对于缓冲机构做了极大的改进。

    让航天员在剧烈减速阶段,不再承受那样大的冲击力。

    到达了预定的返回时间之后,在获得地面指挥中心的批准之后,两人按照训练之中的学到的操作,断开了和飞船的连接。

    返回舱上的姿态调整发动机,正式开始工作。

    一次次地微调角度,让返回舱能够对准返回场地。

    短短的时间之内,返回舱就以极高的速度冲入了大气层之内。

    返回舱外壁上的材料,在剧烈的摩擦之中带走了大量的热量,保护着舱内的人员安全。

    材料升华和汽化,在返回舱表面制造出一层厚厚的高温等离子体。

    以至于电磁波,都不能够穿透这些等离子体。

    返回舱开始经历整个过程之中最为恐怖的黑障区域。

    和地面断开了连接。

    这个阶段,因为只能够听到舱内两人的呼吸和心跳,对于航天员的心理要求是极大的。

    即使是在地面上做了再多的训练,也很难抵消这样莫名的恐怖。

    好在,两人还能够通过互相聊天来缓解内心的情绪。

    返回舱的速度极快,甚至要高于不少的导弹。

    黑障区域,仅仅是经历了数分钟的时间。

    返回舱这时候已经到达了西北上空,距离预定的阿木古朗草原,不远了。

    地面的大型电扫雷达,已经开机工作,准备找寻返回舱的身影。

    直升机大队也开始发动引擎,铁翼飞旋,开始跨入草原。

    车队更是早早的就出发,进入了草原之中。

    六分钟之后,返回舱主伞舱盖打开,硕大的降落伞,在天空之中瞬间绽放开来。

    返回舱的速度也紧跟着为之一降。

    坐在内里的航天员,即使是有了缓冲座椅的缓冲,也能够感受到较强的冲击力。

    不过好在两人,身体素质过硬,而且太空任务时间不过七八天,不算是很长,还没有对身体产生较大的影响。

    四分钟后,返回舱抛出了放热大底,距离地面更近一步。

    五分钟后,距离地面不过数十米高,伽马高度仪检测到之后,控制着蜂窝反冲发动机点火,返回舱的速度终于降到了最低。

    两人感受到屁股下颠簸了两下,就再也没有了动静。

    明白自己总算是回到了地面之上,一颗悬着的心也终于放松了下来。

    十分钟之后,率先找到他们的是天空之上的直升机大队。

    在搜索人员的帮助之下,终于完成了舱门的开启工作。

    费俊龙率先从返回舱之内爬了出来,随后在他的帮助之下,聂海胜也才返回舱内走了出来。

    作为航天功臣,到了地面之后,他们基本上就不用考虑太多的事情。

    会有人将返回舱和舱内的宝贵实验产品给带走。

    两人则是被抬在担架床上,在简单和大家打了一个招呼之后,就被送到了航天医学研究所之中检查身体。

    ——

    就在宇航员们返回地球的同一时间,一种不算太引人注目的材料,在火箭研究院的材料实验中心之内诞生了。

    高纯度氮化镓,以及用它制作而成的二极管。

    这种材料,在现如今还属于是实验室产品。

    全球各大实验室,每年多多少少都会有不少的产出。

    尤其是进入二十一世纪以来,大家也越来越意识到第三代半导体的发展,必然是在以氮化镓、碳化硅、氧化锌等为基础之上。

    不过这时候技术还不成熟,虽然大家已经有了这方面的认识,但是普遍认为,这和实际应用最少还有十五年的距离。

    事实上,要是没有张星扬在大力推动。

    氮化镓产品,这种在军用、民用市场,都有很大前途的东西,可能还要到十多年后才发展起来。

    在后世,氮化镓普遍应用于相控阵雷达之上。

    我国拥有着氮化镓世界第一的产量,年产将近600吨,接近于全世界产能的百分之九十!

    这也是为什么当时国内,甚至连农用无人机都能够用上相控阵雷达的重要因素之一。

    无他,唯量大尔!

    这也是为什么,在国家出台了氮化镓限制出口后,大家都认为会对国外雷达产业产生重大影响的原因。

    说回现在,张星扬他们制造出的氮化镓纯度极高,将会成为极好的雷达产品原材料。

    不过张星扬,更加看重的则是另外一点。

    氮化镓本身相比较于目前普遍使用的硅材料半导体,有着相当多的物理性能优势。

    比如,大禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子飘移速度、高热导率、高抗辐射等。

    在未来普遍应用于各种逆变器、DC/DC转化器等。

    尤其是张星扬他们刚刚研发出来的氮化镓二极管,则是这之中转化器的佼佼者。

    张星扬在研发氮化镓二极管完成之后,以极快的速度完成了DC-RF、RF-DC转化器的研发。

    DC-RF,即电流-微波转化。

    通过微波产生单元,将电流转化成为微波。

    RF-DC,则是与之相反,是将微波转化成电流。

    这东西,看上去其貌不扬,但是却牵扯到未来能源产业的变革。

    微波输电!

    或者是以张星扬更加熟悉的名字,“太空三峡”!

    微波输电的理念,实际上不算是新鲜,早在人们发现微波特性的时候,就有人提出来过这一点。

    微波输电,也有着很多的优点。

    首先,相比较于传统的电线输电,它的损耗率比较低,在宇宙空间之中几乎没有任何损耗。

    即使是在大气层之中,也仅仅有不到百分之五的损耗。

    其次,它不受到地形的限制,发电站和用电户之间可以无视地形的因素。

    这一点,即使是不能大规模应用,在应急抢险,灾后救灾等等方面,也是有着很大的用处。

    而之前,拦截在大家面前的技术难题,主要有两个。

    一个是电流转化成微波的效率和功率问题,在这之前因为半导体产业的限制,效率和功率都比较低下。

    很难满足大功率转化的需求,而且转化效率也比较低,能量很多消耗在了转化这一过程之中。

    而氮化镓的物理特性,能够很好的解决这一问题,不仅仅可以承受较大的功率,而且转化效率也有了很大的提升。

    张星扬在十五米左右宽的实验场地之间,分别摆上了DC-RF转化器和RF-DC转化器。

    一端是发电机,另一端则是电动机。

    用来验证这一套系统的工作效率,是否能够满足要求。

    “星扬,这真的能够成功吗?”

    即使张星扬之前一再创造技术奇迹,但是耿博依然保持着怀疑的态度。

    因为这看上去实在是有些超出大家的想象,在这之前市面上所谓的无线输电,实际上大多是应用的电磁感应。

    也就是后世,大多数手机无线充电的方式。

    这种无线输电,虽然摆脱了线的束缚,但是用处不大,因为无线距离太小了,只有紧贴着的时候,才能够生效。

    在生活场景之中,都没有太多的应用场景,更遑论于工业生产之中。

    而微波输电,是真的能够摆脱这一限制!

    虽然现在设备看上去不小,但是在工业生产之中,这已经算是很小了。

    “实验的成功是肯定的,主要的问题就是转化效率到底能够达到多少的问题。”

    张星扬一边启动了一端的发电机,一边回答着耿博的问题。

    DC-RF转化器,很快就将电能转化成了微波,然后通过特定的频率,传输到了十五米之外的RF-DC转化器之中。

    微波在这之中,被转化成了电流,带动了电动机的运转。

    电动机的功率,很快就呈现在了显示器之上,再结合另一边的发电机。

    大家很容易,就得到了微波输电的效率。

    百分之三十二!

    这一效率可以说远远超出了大家的想象。

    这样的能量利用率,可以说是非常高了。

    张星扬看着显示屏上的数据,露出了微笑:

    “我们未来可以解决很大的能源问题了!”

    在场的众人,久在航天系统之内工作,当然知道他说的是什么意思。

    这是在上个世纪,就提出来的设想。

    在太空之中建设大型的太阳能发电站,在发电的同时,通过微波的方式,将这些能量传输到地面。

    地面的用电量极大的城市,就能够缓解很大的压力。

    尤其是在电力需求旺盛的夏季,能够解决不少千万级别超大城市的用电难问题。

    当然,微波输电的好处不仅仅在此。

    有了微波输电之后,装备了RF-DC转化器的无人机,就可以近乎于24小时不间断地在天空之中巡航。

    不再需要停下来充电的过程,仅仅在数天之内,需要将内部的易损零部件进行更换即可。

    无人机蜂群战术,也是在这之后才迎来了真正发展的机会!(本章完)

    
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