EquusLv.19

The Maretian - 小马国火星救援(火星驹援)

Appendix: Technological Glossary - 附录:术语表

第 290 章
2 年前
太阳日——本作中所有“太阳日”(Sol – Solar Day)如无明确说明均指“火星(太阳)日”。
 
ARES 相关科技
 
HERMES——人类有史以来建成的最昂贵的单件物品。该太空飞船设计运行寿命三十年,用于将机组成员们与火星下降载具(参见下文单列条目)从地球运输至火星,之后再载着组员以及表面样本返回地球。飞船由核动力VASIMR离子引擎驱动,使用氙离子介质产生持续推力。飞船按设计可绕中轴线旋转,借助离心力在环形的居住舱段中产生火星级别的人工重力。飞船头部设有一座载具气闸,而沿中心骨干向下还配有另两座气闸,全部具备与兼容飞行器进行硬对接的能力,也可作为宇航员们的EVA(载具外活动)出入口。
ARES预制表面栖息地(“居住舱”)——Ares计划历次科考行动在火星表面停留七到六十日(火星日)之间使用的一种充气式、具备温湿度控制与辐射屏蔽能力的栖息地。居住舱由十四艘在科考队伍抵达数年前先期发射的补给飞行器携带的补给资源装配而成;组员们根据训练,在单次持续八小时的EVA过程中完成居住舱的拆包以及组装工作。居住舱配有三座气闸,十五个单台额定储能为9000瓦时的氢能储电单元,储备有300升水,100升压缩氧气,50升压缩氮气,以及可供当前考察任务执行至预期时长150%的食物补给;另有一座小型地质/化学实验室,一台用于加热食物包的微波炉,六个床铺,以及一个用于洗去太空服与组员身上受高氯酸盐污染的地表尘土的去污淋浴间。
居住舱帆布——一种极为坚固的柔性多层复合纤维材料。材料经过特殊设计,可为居住舱提供辐射屏蔽,并在极端气压差下包容舱内的大气环境。使用一种即便是在一般火星地表环境下,混合后也会在六十秒之内硬化形成几乎完美的密封的特殊二元树脂组装固定。该树脂包装形式既有用于小范围涂抹的管装药剂,更有用于长直接缝处快速施工的“密封胶条”。
ARES考察漫游车——一种大型四轮运输工具,设计可搭载一名驾驶员与两名乘客,以及舱内与舱外存放的货物。驾驶舱内部加压且可控温控湿,在车辆运行过程中可以脱下太空服。每辆漫游车配有四个独立驱动的电动轮,由一组9000瓦时的锂离子电池供电。每次Ares任务都会配备两辆漫游车,在紧急情况下,可以使用专门的牵引钩将两辆漫游车链接起来,在车辆之间共享电力与空气。随补给资源提供两个备用车轮,如遇质量问题或运行中受损即可更换。最高运行速度:25千米/小时。最大续航里程:35千米。最大任务行动半径:10千米。若遭遇损失一辆漫游车的情形,即自动构成取消所有后续依赖漫游车的EVA任务之依据,并有可能导致任务中止。漫游车内的二氧化碳浓度由一次性且不可回收的氢氧化锂滤芯调控。
大气调节器——居住舱子系统,负责检测并调控居住舱内大气中的氧气、氮气及二氧化碳含量。对此类气体组分的调控一般通过从储罐中直接添加所需物质,或者经由一个利用了火星自然严寒气候的分馏过程进行分离而达成;气体先流经某一置于居住舱包容环境外的舱外组件(AREC)进行预冷,减少了将该气体冷凝为液体需要消耗的能量。不同组分凝结点之间的差异让大气调节器能够筛分出空气的特定部分送往储罐,之后返回的空气再借助电加热回归居住舱内的标准温度。大气调节器无法冷凝或分离比氮气更轻的气体。
氧气发生器——居住舱子系统,通过运用加热元件与催化剂,将大气调节器从舱内空气中分离出的二氧化碳转化为可供呼吸的氧气。此过程产生的碳残留物为主要废弃副产物。
水回收机——居住舱子系统,负责过滤与净化包括空气中过量水蒸气在内的使用后废水,并将净水输送回储箱进行再利用。该系统累计节水重量可多达设备本身重量的四倍。过滤系统需要定期维护,但滤芯本身工作寿命长,可以反复使用。
大气包容防护服(“太空服”)——有两种类型:其一是在Hermes机内穿着,在太空行走时用于与载人机动单元(MMU)交互,或是在往返火星的降落/起飞途中使用的常规版;另一则是专门设计用于抵抗火星地表的沙土石砾浮尘等等造成损害的极其坚实耐磨的表面太空服。这一表面太空服还配有用于消除内部空气中二氧化碳的一次性滤芯(与漫游车上使用的是同一类)。太空服同时还具有两升的气体储存容量(压缩液氧与液氮),一个小型贮水瓶,短距离无线电,以及投影到头盔面罩内侧的内部屏显。头盔与右臂上安装有两台相机。内部携带的电池可以支持十二小时的连续使用,可通过居住舱内安装的特制挂架与漫游车内配备的插座充电。所有头盔均为标准化规格,可与任意一件太空服通用;然而,手套却是为每一位宇航员量身定做的。
通讯阵列——由电缆连接至居住舱无线电系统的两套独立系统。上行传输由一个大型抛物面追踪天线碟发出,用于与地球的直连通讯。下行信号则是借助居住舱附近地面上铺设的众多小型线状天线组成的大规模天线阵列接收。在失去主通讯系统的情况下,MAV配备的三重冗余通讯系统仍可与地球、Hermes或是火星附近空域众多轨道器中的任意一个进行直接通讯。失去主通讯系统是导致任务中止的情形之一。居住舱还配有一个独立于主通讯系统,供漫游车与太空服导航系统使用的简易广播信标。
火星下降载具(MDV——唯一设计用途是把Hermes上的组员运送至火星地表科考驻地的座舱。在防热罩、降落伞以及(联氨燃料)推进器的共同配合之下,座舱穿过火星大气层降落至一处精准定位的着陆区。一旦MDV真正开始下降过程,便无中止可能,除使用MAV之外也没有任何其他返回Hermes的途径。MDV的内舱几乎完全与MAV相同,内部配备的维生系统在遭遇居住舱组装有关特情时可以应急支撑长达四十八小时。
火星上升载具(MAV——在历次火星表面科考活动开展前送达火星的最大且最重的单体补给载荷。为了节省下从火星地表发射入轨需要携带的燃料重量(大约与不含燃料的载具空重相当),MAV会在人类班组到达的两年之前在火星上着陆,而后使用由放射性同位素温差发电机(RTG)供能的燃料发生器将火星大气成分中的二氧化碳转化为甲烷与氧气。这一过程耗时十五个月。
该载具由单个下降级(包括防热罩与降落伞,推力勉强足够实施一次受控垂直着陆,另外还带有RTG与燃料发生器)、两个上升级(第一个配有多台引擎,第二个只有单台引擎)以及一个装载乘员与货物的双层座舱构成。
机载维生系统由居住舱供给补充,可以容纳可供呼吸长达三天的空气。假如遭遇考察任务在着陆之前因故取消或是MAV无法着陆的情况,可以借助机上配备的太阳能电池板启用备份通讯卫星模式。MAV带有一套三重冗余通讯系统,能够直接与地球或者任意位于火星轨道附近的航天器以及卫星建立数据链路。
MAV是执行Ares科考任务的全过程中最为至关重要的硬件装备,没有之一。在MAV无法完全正常运作的情况下,此次考察任务将不会尝试着陆。一旦出现任何威胁到MAV安全的紧急情况,任务就会立即中止,宇航员们会即刻发射入轨与Hermes会合。
 
小马利亚魔法科技
 
AMICITAS——马星首艘(有别于普通座舱与预制的居住舱段)专门打造的多用途航天器。最初由暮光闪闪设计作为魔驱无燃料火箭系统试验平台的Amicitas,曾经是首艘实现绕月飞行的有马操控飞行器。日后Amicitas又从半退休状态中复出,成为了搭载闪闪引擎(见下方条目)实施计划中最后一次试飞的试验台。
在Amicitas第三次飞行使用的构型中,飞船内部分为三个独立的气密隔舱。驾驶舱或舰桥包含七个座位与飞船运行所需的全部控制装置,还有一座不可用于载具对接的人员气闸。位于中间的,称为居住舱段的舱室内部配有航行所需的食物储备,机组睡眠区域以及一个用于与联合太空计划空间站或其他飞行器对接的背向对接口。尾部的机械(工程)舱内部载有闪闪引擎以及用于为闪闪引擎以及三台在轨主引擎供能的庞大魔能电池阵列。可通过一座特大货运气闸开展涉及引擎与电池的施工作业。
飞船舱外具备一套使飞船可在跑道上着陆(不过另外还配有应急降落伞)的流线型升力体构型的外舱壳,三台在轨或深空中使用的主引擎以及八个机动推进器模块。最初由一系列机外挂载的化学动力助推火箭完成发射入轨。内外舱壳之间设有一个水媒冷却系统,用于在太空中调控飞船环境温度。
机上电力由一套魔电转换系统提供,万一转换器失灵,舰桥上方的一个隔间内还存有一套可展开部署的应急太阳能电池阵列作为备份。与马星的通讯由一套魔法临场水晶阵实现,可与地面进行即时超光速音视频通讯。另有一套预设有六个调频频道的普通无线电,作为通讯系统的应急备份。
闪闪引擎——一种按照设计,每次在其主水晶收到电脉冲时都会将其自身以及与之相连的任意物体传送一段预设特定距离的附魔法器。与运用更广泛的常规传送术一样,需要消耗的魔法能量与传送距离的平方成正比,然而一次传送的用时却短暂到几乎可以忽略不计,且与距离无关。因此,在每秒数十万次的极短距离传送下,就可以达到任何基于反作用力的推进方法都无法企及的视速度。然而附魔本身并不具备智能,只能沿一个特定的方向(通常是船头的朝向)传送一段固定的距离;唯一的例外是配备的一个特殊安全附魔,会在触发时以所需最短距离强制偏移原定传送目的地,避免在同一空间内出现两个不同物体碰撞或共存的情况。
闪闪引擎另辟蹊径,以完全绕过相对论效应的方式避免受到其影响。配备此引擎的飞行器传送前后的动量不会有一丝变化。然而,正是凭借这种自身在空间中跳过中间的行程直接进行点对点位移的方法,引擎便能够在并未实际达到光速的情况下实现超光速航行。
现实中的闪闪引擎由控制系统,带有传送附魔的法器核心以及在引擎本体集聚的魔能之上进一步收集魔能并调控引擎能量流与能耗需求的魔能电池阵列组成。
魔能电池——尽管一切附魔法器都会因其自身具有的特性储存魔法能量,又称魔能(mana),专门设计用于储存魔能供以后使用这一唯一用途的工具却要等到CR 1006-1007年间的小马利亚太空竞赛时期才被小马们开发出来。早期型号依赖独角兽蹄动充能,因此容易导致过放耗尽能量,但最新改进版的附魔可以吸收环境魔能实现自动充能。
Amicitas飞行任务三装备的魔能电池主体是一个容纳电池附魔的水晶方块(紫水晶是首选材料),外部包裹着一层带有电极,储能示数,以及用于在充能模式(关)与供能模式(开)之间切换的控制开关的开放式金属框架。Amicitas之上为闪闪引擎供能的电池阵列即包含一百块电池,另外还有两块用于驱动舰桥上各种控制系统的独立应急电池。
魔电转换器——一套从电池汲取魔能并转化为直流电的系统。这一过程行得通的根源在于魔法能量存在的能级相比电荷高得多;同时也与不能仅仅靠颠倒水轮旋转方向就可朝上游泵水的道理一样,此过程并不可逆。
生命支持传送系统——该系统核心由两或三对魔法链接起的水晶构成。配对的水晶中较大的一块留置于基地(具体来说,是位于小马利亚马尔的摩友谊岬太空中心的生命支持监控大楼内),同时为两端水晶的附魔供能;较小的水晶则安装于需要提供生命支持的太空服或者飞船中。另外还附有多个外部系统,提供如启用或停止魔法链路传输一类的额外控制功能。系统以马尔的摩当地气压提供正常马星大气环境,用于饮用的冷水,以及(仅限于飞船搭载的维生系统)用于泡发并加热脱水餐食的一小股热水流。为了保证宇航员呼吸的空气清洁,供气系统支持双向空气循环;供水系统仅可单向传输。
这一系统的主要缺陷是,可以即时输送物质的这一跨维度魔法链路在传输的同时也会扰乱一定比例的众多,乃至于绝大多数类型的分子键,其中尤其是包括碳键在内的多种化学键受其影响可能会导致发生放热化学反应。过去使用该系统传输流质食物的尝试总是以极其脏乱恶心的结果收场;试图通过这一渠道输送煤油、酒精或联氨等火箭燃料的实验又往往以灾难性的冲天大爆炸告终。由于接收端的水晶相对脆弱承受不起冲击,尝试将这一系统改造为自成一体的火箭引擎目前为止也被证明并不可行。尽管致力于解决这一问题的实验如今仍在继续,与提升魔驱推进器性能以及开发闪闪引擎这些优先级高得多的任务相比,这一研究已然退居二线。
临场咒——一种多用途声像通讯咒语,可用于在多个台站之间进行实时通讯。系统自身并不具备内置录制能力;仅能通过使用传统录制设备直接摄录输出的方法实现录音录像。自马星发射的每艘航天器都配有一套依赖于环境魔法场供能的完整版临场通讯阵列。而万一机载主临场咒停止运作,太空服上也同样搭载了这一咒语通讯范围受限的弱化版。
魔法推进器——由暮光闪闪发明的一套将储藏的魔能转化为推进力量的系统。理论上这一技术演化的最终形态会是一种完全不需要任何燃料的火箭推进系统。Amicitas第三次飞行时机上搭载的三台主引擎属于该系统目前为止效率最高的改进版,产生的综合推力能够在一倍马星重力环境下悬浮起大约十八吨的物体。而一旦入轨,在飞船满载船员与储备物资的情况下,这套推进系统作用于差不多六十吨的总质量,可以产生最高达约三米每平方秒的加速度。所有马星太空服都装备有基于同种技术研发的推进背包;这些推进背包在推动宇航员们较小的自体质量时运作效率要高得多。
 
其他技术
 
探路者旅居者——1996年于地球发射,是首个(同时也是唯一一个)取得成功的“多快好省”火星探测器,于1997年七月着陆于克里斯平原最南端的阿瑞斯谷。由探路者基站与小型旅居者漫游车配合的联合任务原计划仅为期三十天,实际却持续执行了将近一百天,之后探路者才停止运行。探路者下线的真正原因并不明确,但据推测是机载电池发生了故障。
作为任务基站的探路者运行一套气象观测设备包,并且还能借助一套可瞄准的高增益天线与另一套较弱的低增益天线提供与地球的直接通讯,原先设计的最大传输速率在地火相隔距离最近时可达到约1400波特。(通讯限制主要在于相隔距离之遥,以及探测器极为有限的供电能力。)探路者同时还具有一台安装在高高支杆上的双相机立体成像仪,能够拍摄360度三维全景影像。旅居者漫游车配备了一台能用于实施有限矿物分析的光谱仪,外加三台用于观察附近岩石以及测试自主行驶与避障算法的相机。
虽然此次任务也取得了众多实际的科学成果,其核心遗产却是作为实验平台完成了技术的初步验证,为它们在未来的历次火星任务中发挥出更大作用铺平了道路。
SpaceX红色猎鹰——在(臭名)昭著的“B.F.R.”基础上演进出的红色猎鹰,是迄今为止服役过的运送载荷能力最强的助推系统,没有之一。如采用货运构型,在霍曼转移窗口期间可将多达四十吨的额定载荷运抵火星表面。(第一级若需要提前分离着陆再利用,这一运载容量会下降至二十吨。)用于支持历次Ares任务的大多数前期补给发射,以及运载大部分现役空间站组件入轨的红色猎鹰们,代表着SpaceX为Ares计划做出的主要贡献。
(太空)厕所——无论是人是马,身处居住舱或是飞船抑或是太空服内,这种体验从来都算不上理想。还是少说为妙。