金星和火星大气内动力飞行可能性探讨

periscope

我们知道，金星和火星大气的主要成分是二氧化碳，氧化剂气体可以忽略不计，常规的地球大气空气引擎是无法运作的。但方法还有有的，其思路有点类似于圆珠笔的发明。二氧化碳在某些环境下可以作为氧化剂，而我们需要一种合适的还原剂。

首先我们看看金星的大气环境，金星大气压力是地球的92倍，相当于1千米的海底压力，此时二氧化碳处于临界状态，与其说是气态，倒不如说是气液混合态，以至于可以在金星大气中“游泳”。同时金星大气温度大约是450~500摄氏度，因此我考虑的还原剂是氢化铝锂，其熔点是140摄氏度（沸点在金星大气环境中就无从所知了），具有和二氧化碳反应的能力，尤其在金星这样的高温、高压环境，可以想象反应是多么剧烈，可以产生巨大的比冲。引擎除了要考虑抗高温和高压能力，更要耐腐蚀，思来想去目前只发现了一种材料——碳基材料，包括碳纳米管和石墨烯，不知道诸位还有什么更好的方案。

火星大气环境就要“低调”很多了，平均温度在-55摄氏度左右，大气压力只有地球的1%，但大气中95%都是二氧化碳，因此还是有可能实现火星大气动力飞行的。我们需要一种能在低温环境中可以和二氧化碳反应的还原剂，目前我能想到的就是钠钾合金，当然他的熔点是-11摄氏度，因此需要在低温环境中粉末化，还需要有一个预热过程才能使用。据说美国已经有了火星大气动力飞行的原型机，用的就是“烧”二氧化碳的方法，我想实现火星飞行不是太遥远的事情了。

拉回到游戏中，既然现实中很可能实现金星和火星的大气层动力飞行，那么是否可以设计出一种携带特殊还原剂的外星球航空引擎，我相信这个要比目前K燃料引擎跟合理，而且更有效率。

小小盈盈

游戏中，除了说明【有，无】氧气外，并没有提及任何其他气体成分。

huangxiaoqi1996

楼主想法好棒！就是不知道随着现实中人类科技的发展Squad会不会把这些概念性的前沿科技加入到游戏中。我想应该是要等到整个游戏再成熟一些之后了吧。

cokoman

基地mod未来的特产资源采集利用的理论基础有着落了
可以这样..先在土壤中提取 锂纳钾 这些基础元素 再合成为需要的合金
intake的话可以用另一种方法实现 类似http://bbs.deeptimes.org/forum.php?mod=viewthread&tid=2124274
.....感谢楼主

TimChen

看了楼主的让我想到一本《赶往火星》的书，好像也说到类似的想法

JKK

飞艇。。。气球。。。这些在金星和火星能飞吗？  动力嘛太阳能发电用电机带动~~

periscope

JKK 发表于 2014-1-22 15:21
飞艇。。。气球。。。这些在金星和火星能飞吗？  动力嘛太阳能发电用电机带动~~ ...

气球和飞艇理论上是可以在金星或者火星上面运作，但是实际上要实现估计不比传统的动力飞行容易。在金星上，巨大的大气压力使得不用多大的气球就可以悬停了，甚至采用轻型材料即可实现有限悬浮。但是也正是由于这巨大的压力使得空气阻力变的非常大，可以理解成在水中游泳。这就意味着传统的风扇式压缩机效率是非常低下的，如果采用类似于螺旋桨的飞行机构，这就需要很强的动力。金星很热是因为二氧化碳就有很强的反射地面热量的能力（温室效应），而不是太阳的直接辐射造成的，加上金星云层是有极厚的二氧化硫组成，具有非常强的反射太阳光的能力，以至于太阳能电池几乎无所作为，因此在金星上采用悬浮方式飞行至少是非常困难的，很可能得不偿失。

火星的大气压只有地球的1%，这就意味着需要非常大的气球或者飞艇才能实现悬浮，这首先带来一个运输的问题。先不考虑运输问题，虽然说火星大气很稀薄，但一点都不平静，火星上的风暴是非常惊人的。地球上的大台风风速是每秒60多米，而火星上的风速竟高达每秒180多米，而且是席卷全球的大风暴。全年大多数时候都有沙暴，红色的天空也就是由于被卷入高空的氧化铁造成的。在此环境中别说飞了，就是能稳定悬浮都是巨大的挑战。此外火星距离太阳很远，加之常年遮天蔽日的沙暴，使得太阳能利用率也是很低下，想用太阳能来克服大气扰动几乎是不可想象的。

huangxiaoqi1996

periscope 发表于 2014-1-22 17:08
气球和飞艇理论上是可以在金星或者火星上面运作，但是实际上要实现估计不比传统的动力飞行容易。在金星上 ...

在金星，只要把气球做成阻力小的流线型并且加上适当的推进装置，譬如钻头，或者乌贼的形状，应该就能很容易前进了。

额，，火星为啥不直接用火箭？反正入轨那么容易。

huangxiaoqi1996

话说KSP里面EVE引力大大气层厚所以不容易往返，现实生活中Venus往返会不会相对容易一点？

periscope

huangxiaoqi1996 发表于 2014-1-22 17:41
在金星，只要把气球做成阻力小的流线型并且加上适当的推进装置，譬如钻头，或者乌贼的形状，应该就能很容 ...

呵呵，估计你没注意到LS说的最后一句话，用太阳能作为动力来源。这个我不看好，原因是无论金星还是火星，太阳能的利用率都很低下。金星的大气层飞行犹如潜艇在水下航行，即便就有鲨鱼般的流体动力学特性，如果没有足够的动力那也只能慢慢挪了，阻力是个巨大的问题。反之有了足够的动力（比如采用特殊燃料涡喷引擎），可以利用这种临界状态的大气，轻易的实现超空泡效益，在阻力非常小的状态下高效快速飞行，所以说得不偿失。

在火星上的道理一样，用太阳能飞行无法对抗大气扰动，除非永远在超高空悬浮，这也意味着几乎无法机动。采用空气引擎是为了能长时间在大气层中巡视飞行，而不是单纯的脱离火星引力，因此综合起来采用传统的动力飞行是比较有效率，也是比较划算的一种飞行方式。