第四百六十一章离子发动机

　　九龙大学高等研究院自然科学院。

　　看着正沉浸于物理世界的张守成，刘一辰没有打扰对方，目前自然科学院最具知名度的理论物理学家就是张守成。

　　张守成15岁的时候，就直接跳过高中考入复旦大学物理系，17岁就从复旦大学物理系毕业，前往柏林自由大学就读硕士，仅仅20岁就获得该学校学位，并且进入纽约州立大学石溪分校攻读博士，师从杨震宁，仅仅24岁就获得博士学位。

　　而24岁，正常都是才大学本科毕业，可是张守成就已经博士毕业了。

　　这还不止，年仅30岁他就被斯坦福大学聘为物理系教授，33岁被斯坦福大学评为终身教授。

　　在2006年的时候，张守成领导的研究团队针对半导体能耗与散热问题提出了基于电子自旋的‘量子自旋霍尔效应’。量子自旋霍尔效应是关于电子运动的一个新规律，即电子自转方向与电流方向之间的规律。利用该规律可使电子有序地运动，从而降低能量耗散，并有可能研制出新的工作原理的计算机芯片，从而促进信息技术的进步。在此基础上，张守成发展了能够实现这种新运动规律的一类新奇量子材料－拓扑绝缘体，是这个领域的开创者之一。

　　2009年，张守成与中科院物理所方忠等合作，预言了三种拓扑绝缘体材料，这是材料物理领域的一个重大进展。他与水木大学薛其坤等开展了理论与实验的紧密合作，制备出高质量的材料，在拓扑绝缘体基本性质研究方面取得了一系列开创性成果，并于2013年在反常霍尔效应被发现130多年后发现量子反常霍尔效应，这是国际物理学界重大科学突破之一。

　　而在加入九龙大学后，张守成带领的团队，也是屡出成果。就在去年，便在《科学》杂志上发表了一项重大发现：在整个物理学界历经80年的探索之后，他们发现了手性马约拉纳费米子的存在。这一发现，验证了由意大利理论物理学家马约拉纳在80年前提出的预测——存在一类没有反粒子的粒子。同时也证明了存在一种比量子还小的单位，这将对量子理论带来巨大的改变。

　　可以说，张守成的成果，至少有两项是诺奖级的，可惜诺贝尔物理学奖有太多人在排队在等着，张守成如今才55岁，算是年轻一辈，比较不容易获得这一奖项。

　　特别是去年他将国籍改为华夏籍，更是让这个难度提升了不少。

　　不过这背后同样也是一种博弈，诺贝尔奖想要再像以往那般，也不容易，毕竟不管是九龙大学还是华夏，亦或者张守成作为杨震宁最后一位学生这个特殊身份，本身也不容小觑。

　　就如今年，张守成就入选诺贝尔物理学奖候选名单，得到了十几位诺贝尔物理学奖得主的推荐。

　　杨震宁可是也同样在发力着，作为一个物理学巨匠，同时也是活着物理学家中排名第一的物理学家，杨震宁的影响力不容小觑，要是哪天他去世了，也许世人就会发现，他在物理学界的地位超出霍金一截。

　　刘一辰没有打扰这位去年更改国籍，同时成为华夏科学院院士的学者，悄然离开。

　　他来到了一个实验室，这个实验室是从事航天航空领域研究的，上下共有9层，地下3层，地上6层，共有数百位研究员、工程师。

　　此时他来到的是一个研制量子通讯卫星的，量子通讯卫星是一种传输高效的通信卫星，彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通信技术，抗衡外国的网络攻击及防御力。

　　量子信号从地面上发射并穿透大气层——卫星接收到量子信号并按需要将其转发到另一特定卫星——量子信号从该特定卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。

　　在很早的时候，科学家们曾设想：如果把“量子纠缠“原理用于通信，将极大提高通信的安全保密程度。

　　因此，全世界各国但凡有实力的，无不对展开研究。

　　华夏也不例外，在很早的时候就展开了量子卫星的研究，将量子卫星列入华夏科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标是借助卫星平台，进行星地高速量子秘钥分发实验，并在此基础上进行广域量子秘钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破，在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。

　　在2016年的时候，华夏就发射了世界首颗‘量子卫星’墨子号，使得我国在‘量子通信’上处于世界领先水平。在2017年的时候，‘墨子号’量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠，代表着世界在量子通信向实用迈出一大步。在2017年9月份的时候，世界首条量子保密通信干线‘京沪干线’与‘墨子号’量子卫星进行天地链路，使得我国成功实现了洲际量子保密通信，这标志着华夏在全球已构建出首个天地一体化广域量子通信网络雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实的一步。奇快妏敩

　　而就在今年一月份，在华夏和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子秘钥分发，并利用共享秘钥实现加密数据传输和视频通信，标志着‘墨子号’量子通信卫星已具备实现洲际量子保密通信的能力。

　　但是这不意味着，量子通信卫星已经发展到头了，恰恰相反，这仅仅只是一个新的起点，量子通信卫星和量子通信技术一片蓝海，大有可为，前途辽阔。

　　按照规划，华夏计划部署25颗量子通信卫星，创建一个连接全世界的通信网络。

　　虽然当年刘一辰的‘暗度陈仓计划’，使得华夏的很多老鼠蟑螂被一网打尽，空气新鲜了不少，在很多领域都得到受益。但是这么多年下来，那一计划成果，也已经消化殆尽。但是通信安全，却始终放在一个非常重要地位。

　　量子通信的安全性基于量子物理基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性地解决信息安全问题。

　　九龙大学和华科大就是负责量子通信技术研发，包括量子通信卫星，这两所大学，也是目前为止全国装备有量子计算机的大学。

　　虽然量子计算机已经诞生，但是迄今为止，全国上下也就生产安装了一百台量子计算机，而这些量子计算机都是用于科学研究、国防安全建设、国家金融安全系统建设等。

　　外界虽然知道量子计算机诞生，但是哪怕挥舞着钞票，也暂时得不到量子计算机。

　　不过随着量子计算机产能攀升，量子计算机走入社会，也只是时间问题而已。

　　要说量子计算机诞生影响最大的，最为明显的莫过于虚拟货币市场，自从量子计算机诞生后，短短时间内，各种虚拟货币直接有价无市，哪怕是买一块钱都没人愿意买。

　　比特币等虚拟货币，贬值数百倍上千倍，不知道多少炒虚拟货币、赌虚拟货币能够暴富的炒币客，财富化为乌有，从百万富翁、千万富翁、亿万富翁直接变成一个负债累累的人。

　　除了量子通信卫星之外，这里还开展着离子发动机、霍尔发动机等先进技术。

　　离子发动机，是太阳能电火箭发动机三种类型中的一种，也被称为太阳能电火箭。离子发动机是正在发展中的新技术，属于非常规推进系统。它与普遍使用的液体火箭、固体火箭等化学火箭有所不同，是靠太阳能工作，而非化学能。化学火箭发动机的推进剂把化学能转变为热能，经过喷管的气动热力加速，再转化为喷射燃气流的动能来产生推力。

　　而离子发动机的工作介质则是通过太阳能转换成的电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的作用获得动能来实现反作用推进的。

　　这种离子发动机，比常规的化学火箭效率要高10倍，所需推进剂教少，可使航天器有更多的空间装载有效载荷。由于它利用的是取之不尽用之不竭的太阳能，故而能在太空无重力状态下连续运转几年时间。

　　当然它目前的缺点也很明显，就是推力和加速度都很小，要使航天器达到预定的飞行速度，用时很长。比如智慧1号上装载的离子发动机提供的加速度只有0.2毫米/秒2。

　　但是虽然目前缺点很明显，却也可以看到它的潜力巨大，化学燃料只能用于短距离的航天活动，注定是无法进行更远距离航行，所以离子发动机等采用新能源的推进系统，是未来航天的趋势。这也是各大航天大国纷纷开展研究，便是如此。

　　至于霍尔发动机，属于电推进装置，它将氙作为推进剂，实现将外部获取的电能转化为动能的一种最新装置。霍尔发动机最为先进的一点，是它将氙作为推进剂只会起到催化剂效果，可以说被消耗的极少甚至是不被消耗，因为在电能转化动能的过程中，主要就是消耗电能，而不是推进剂。

　　霍尔推进器其实并非属于新鲜事物，它早已应用在航天活动中，主要用以卫星轨道矫正。它与离子发动机有相似之处，但是又有所不同，都是属于航天前沿技术。

　　一旦这些航天技术有了突破性进展，可以大大提高航天器性能，那么载人登月也就显得简单了。

　　当然关于航天航空的课题研究，也是极其燃烧经费的，每年燃烧的经费多达数十亿元，而且还是因为这里面有着sa支援的技术以及工程师、研究员，甚至连华科院闽省分院，都有上百人是直接从事航天航空领域的研究，不然的话单靠一个学校，真的力有所逮。

　　刘一辰在一些领域进行了理论完善与研究，但是将理论变为应用，就需要这些工程师、研究员，毕竟个人的力量始终是渺小的，团队的力量才是强大的，锻造出一支拥有极强战斗力的科研团队，可比他直接兑换技术要强大得多。

　　而且更重要的是，目前的局势，有让这些人成长的时间。

　　而这种用钱砸的效果也是很明显，国产霍尔发动机推力从原先的1牛，提升到了10牛，在‘九龙拉棺计划’卫星就装备了霍尔发动机，用于轨道保持以及轨道的微调整，甚至关键的时候，这种小卫星可以化作子弹，直接撞击在太空的那些大卫星。

　　这种事，也是几年后spacex经常干的事情，专门用来恶心他人，索要保护费的。

　　在今年要发射的嫦娥五号，同样也是搭载了霍尔发动机，在这里面将进行一定程度实验。

　　与之前嫦娥四号不同，这次嫦娥五号是属于‘回’这一步骤，是嫦娥三期工程，它将登陆月球表面，并且采集月壤，并且返回地球。

　　也因此，嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器、上升器等多个部分组成，体积也比嫦娥四号大了不少，所以也将使用华夏新一代的重型运载火箭——长征五号发射。

　　此次嫦娥五号意义非凡，它如果取得圆满成功，那么将意味着华夏将不缺对月壤的研究，同样的也意味着华夏掌握了地月往返技术，从理论上来说，华夏就具备着载人登月的能力。

　　而且与其他嫦娥系列卫星是在西昌卫星发射中心发射不同，这一次嫦娥五号将在文昌航天发射场发射。

　　文昌航天发射场位于琼斯，属于开放式滨海发射场，也是华夏为了进行深空探索建立的航天发射场，以后探索月球、探索火星等深空探索任务都会在文昌航天发射场执行。

　　同样的，文昌航天发射场也是属于最年轻的航天发射场，建成至今都没几年，到了2016年举行了首次发射任务。

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