支撑高科技影视的中国“家底”

2019-05-21

科学之友 2019年4期

关键词：核聚变空间站

领航员空间站 VS “天宫”空间站

电影：领航员空间站

在电影中，领航员空间站承担了全球通信、信息存储、开辟道路等各项使命，成为地球上全人类的中枢平台和未来希望。

现实：“天宫”空间站

在现实中，由航天科技主导研发制造的中国“天宫”空间站，建成后将成为我国长期在轨稳定运行的国家太空实验室，国际科技合作交流的重要平台。

从尺寸上看，虽然没有电影中的领航员空间站那么大，但是“五脏俱全”——中国空间站额定乘员3人，乘组轮换时最多可达6人。

基本构型包括核心舱、实验舱I和实验舱II，每个舱段规模20吨级。核心舱包括节点舱、生活控制舱（分为大柱段和小柱段）和资源舱三部分，有3个对接口和2个停泊口。对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站，停泊口用于两个实验舱与核心舱组装形成空间站组合体，另有一个出舱口供航天员出舱活动。核心舱轴向长度16.6米，大柱段直径4.2米，小柱段直径2.8米，主要用于空间站的统一控制和管理，以及航天员生活，具备长期自主飞行能力，能够支持航天员长期驻留，支持开展航天医学和空间科学实验。

从功能上看，中国空间站具有鲜明的中国特色和时代特征。

可舱外活动。采用转位机构和机械臂结合，进行舱段转移、对接，在航天员和机械臂协同下，可以完成复杂的舱外建造和操作活动。

可扩展空间。建造规模适度，预留了舱段和舱外载荷平台扩展能力，最大可扩展3个舱段。

可进行观测。设计新型平台装载大型光学设施，开展巡天和对地观测。

可进行补给。与空间站共轨飞行，必要时可停靠空间站进行维护和补给，开辟了分布式空间站体系架构的创新模式。

可开展科学研究。规划了密封舱内的科学实验柜、舱外暴露实验平台等，支持在轨实施空间科学、空间生命科学与生物技术、微重力基础物理、空间材料科学等众多领域的科学研究和应用项目。

值得关注的是，助力“地球”开启流浪之旅的火箭不是什么“未来货”，而是现实中存在的——中国航天科工快舟火箭。《流浪地球》片名出现在快舟火箭基础级、末级包装箱上以及整流罩上。

行星发动机 VS 核聚变“人造太阳”计划

电影：行星发动机

影片中，人类为了推动地球离开太阳系，建造了10 000多座行星发动机，高达11 000多米，每台可产生150亿吨的推力，但所用的燃料只是石头，其原理是“重核聚变”，简单来说，即是将石头中所包含的元素进行核聚变反应。

在科幻世界中，核能是人类驰骋宇宙、穿越黑洞、空间跳跃等高难度动作能源领域绝对的主力。20世纪人类最重大的发现之一——核反应可控核聚变被认为是有可能解決人类能源问题的“圣杯”。

现实：核聚变“人造太阳”计划

我国早在1983年便提出了“热中子反应堆——快中子增殖堆——受控核聚变堆”的核能三步走发展战略。在聚变堆阶段，位于中核集团核工业西南物理研究院的中国环流器二号A（HL—2A）装置正在承担国际热核聚变实验堆（ITER）计划相关的前沿物理问题与关键技术的科研任务，并实现了多个突破。

在西物院聚变所实验大厅，便能看到一个呈橘红色、椭圆形、放射状的庞大实验装置，这就是中国的“人造太阳”装置——“中国环流器二号A”。科学家计划用磁场把一团高温高压的等离子体“火球”悬浮起来，跟周边的任何材料不接触，这时就可以对等离子体加热、控制，以实现受控聚变反应而释放能量。这与太阳发光发热的原理相似，因此人们将这类装置称为“人造太阳”。

国际上通过合作和技术共享，共同进行核聚变研究。2006年，中国作为七方之一参与ITER计划，而中核集团西物院是中国加入ITER的重要技术支撑单位。十多年来，中国在受控核聚变方面开展了全面而深入的研究，核聚变科学和工程成果显著。在人类追逐“人造太阳”的路上，中国正从“追赶者”“并跑者”成长为具备强大国际输出能力的“领跑者”。

地下城 VS“地壳一号”万米钻探机+全球最大“地下城”武汉光谷

电影：地下城

没有了太阳光照，流浪地球的气温急剧下降，人类只能依靠地球本身的热量。地核温度高达6 000 ℃，地下拥有丰富的地热资源。因此，人类转入地下5 000米的地下城。

现实：“地壳一号”万米钻探机

目前，由航天科工下属宏达集团和吉林大学共同研发制造的我国“地壳一号”万米钻探机已经挖到了地下8 000米左右的深度。建造地下城，深度已经不成问题。

2018年7月，“地壳一号”正式宣布完成“首秀”：完钻井深7 018米，创造了亚洲国家大陆科学钻井新纪录，标志着我国成为继俄罗斯和德国之后，世界上第三个拥有实施万米大陆钻探计划专用装备和相关技术的国家。

“地壳一号”万米大陆科学钻探钻机组装后约20层楼高，整个组件占地10 000多平方米，钻进能力可达到 10 000米。科研团队自主研发、改进了该钻的高转速全液压顶驱系统、高精度自动送钻系统和起下钻自动排管系统等一系列关键技术，并采用国内领先的数控变频电动钻机技术，使其钻探能力达到世界先进水平。目前，“地壳一号”日钻进速度最快可达到265米，最快机械钻速可达到每小时28.8米。

现实：全球最大“地下城”

在地下，就可以满足生活的一切需求？不用等科幻，不用等未来，目前已经有了。

由中国建筑承建的武汉光谷中心城正在建设3层的地下空间，空间之间互相连通，总建筑面积51.6万平方米，相当于72个足球场，建成后将成为全球规模最大的单个地下空间项目。

最下层：地铁轨道、地下停车、市政管廊安排有序，该区域将有地铁11号线、19号线等线路经过，地下空间设有4个地铁站；

中间层：公共通廊配合商业体，让人们在不受风吹日晒的状态下惬意步行；

最上层：公共绿地、广场和道路连为一体。

地下空间建成后将形成交通、购物、办公、娱乐、文化等设施齐全的地下城市，居住人口达40万。地下城包括下沉式广场，种植有花木，设置有喷泉等设施。4条地铁、地下走廊、2 000个停车位、长23.5千米的综合管廊……市民不出地下空间，也能享受舒适生活。