通天橋計劃的載人入軌測試成功后,計劃中的后一項,“天宮一號計劃”就全面啟動了。
這“天宮一號”,實際上就是一個低軌空間站。與原時空的國際空間站一樣,主要是在地面建造好管型結構體,再發射到太空上去組裝。但兩者有本質上的巨大差別。原時空的國際空間站的建筑材料,必須由航天飛機或者重型火箭發射到軌道上,重量和體積都嚴重受限,建設成本則極為高昂。
國際空間站從第一個組件在1998年發射,到11年后的2009年,總計重量達到303噸,起居艙358立方米,全部艙間430立方米左右,乘員僅六人,花去的金額已經近千億美元。如果考慮通膨,大約相當于1937年的60億美元左右。
然而,“天宮一號”單一個居住艙便重達505噸,容積達到3000立方米,并且一次發射完畢,而且同一天內,懸圃基地總計進行了六次投射,發射了六個艙組,其中有四個起居艙,一個指揮艙,以及一個燃料與發動機艙,總計高達3300噸,并且全部成本不到260萬華元。其主要原因除了成本低之外,更重要的是由于發射加速度低,因此結構與零件不需大幅加固。此外,由于通天橋擁有能夠迅速發射各種艙組補位的能力,因此天車的安全冗余系數可以做得比較略為低些,這也節省了大量成本。
而且這還沒完,第二天,第三天,第四天,后續各種功能的艙間與零件陸續發射。其中當第三天前面的起居艙組裝完畢后,通天橋指揮中心便發射了一輛客車,將總共300名工人送上去協助建造,二百余人同時進行太空漫步的景象非常壯觀。
1937年12月20日,天宮計劃啟動二個月后,天宮一號基地正式完成。這是由總計高達76個的各式艙組構成的重達四萬一千噸的大型太空站,其中起居艙便多達40個,可容納固定居住人員1600人,還可在短時間內迅速發射新的起居艙上來增加空間。而天宮一號的平時常駐人員為400人,計劃總投資僅為二億華元。發射成功率極高,過程安全,成本低,投擲量大,反應速度快,這就是質量投射器的巨大優勢了。
天宮雖是一座以科研為主的空間站,但上面也是駐有軍隊的。中國空軍有一個30人小組常駐其中,這個小組的職務是維修隊,不過他們修的不是天宮,而是以天宮作為基地,搭乘軌道飛船給中國的衛星進行燃料加注與修復升級等作業。我們都知道,衛星是非常昂貴的東西,能定時加加燃料,緩緩零件,不時升級修理一下,就可以大大增加使用壽命,這對緩解預算壓力是非常有幫助的。
通天橋這東西確實很貴,比運載火箭貴多了,整個通天橋工程加上各種配套設施,已經燒了180億以上了。但這個貴主要是在建設成本上,使用成本就便宜多了。
通天橋計劃包含了一個超大型高能電池陣列和兩座充電用核電站,擁有120萬千瓦機組四座,輸出為四百八十萬千瓦。每充電三個半小時可以進行一次720噸滿負荷貨物投射,充電三小時可以進行一次滿載客車投射。
通天路自帶的核電站是最新型的第四代增值堆核電機組,其電費成本加上一成純利潤是每度電1分2錢。因此投射一次滿載貨車的能源成本是20。16萬元,加上操作維護等成本約為25萬元多點。貨車滿載是660噸有效載荷,相當于每噸成本380華元,或者每公斤三角八分錢。客車的投射成本相同但是車體維護成本略高些,一輛滿載客車成本約30萬元,成本約為每名乘客300華元。
作為比較,目前中國的重型運載火箭升龍二型,以300萬華元的單價推送20噸載荷上低軌,成本約為每噸15萬華元,兩者相差395倍。如果考慮人員運輸的話相差更大,就算把宇宙飛船全部改為客運型,最多也就搭乘十二人。飛船單價60萬,也就是說連同火箭成本,運十二個人上軌道需要花費360萬華元,一個人要價18萬,相差1000倍之多。
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在天宮一號竣工的慶功會后,錢學森在宴會后找到文德嗣,很認真的說道:
“文總,我承認通天橋的預算比預定的至少減少了三分之一。但是文總,我還是堅持我的意見,這個計劃本身恐怕很難收回成本。您這次恐怕失策了。”
“哦,錢主任,你為什么會有這種想法呢?”文德嗣有些驚訝的問道。
“文總,我計算過。如果我們給每噸貨物收費1050華元,也就是200%的利潤,日夜不停的投射,十八年后雖然可以收回這180多億的建造成本。但這可是2600萬噸的總投射量,可我們哪有那么多貨物需要投射上軌道去呢?就算是預計中的軌道光能發電轉送系統也用不到那么多啊。計劃中的軌道光伏電站加上支援系統也不超過5萬噸,這就已經可以生產近百萬千瓦的電力了,相當于一座核電機組。就算造100座也不過500萬噸的投射量而已。再說光電板自己也很貴,靠這絕對收不回成本的。您看,這是我計算的結果。”錢學森拿出了一張寫滿字的信箋字,遞給文德嗣。
“嗯……”文德嗣接過看了看,錢主任算得非常仔細,把維護保養時間也算了進去。錢學森當時在通天橋那邊吃了個悶虧,回去之后和同事們一商量,就發現了這個問題。按照他們的算法,通天橋的成本太高了,按照現在這種使用方法是收不回成本的。
“文總,現在我們國家雖然比以前富裕很多了,但是像這么大的投資也是很吃力的。”錢學森很認真的說道,他現在倒不是為了搶經費,而是出于一種責任感,他覺得國家花了這么多錢,實在太可惜了。
文德嗣就笑了笑說道:“錢主任,你是一位非常優秀的科學家,但你不是一個好的商人。為什么你只給我們的通天橋200%的利潤呢?這個可是世界獨家壟斷的買賣啊,別的國家連運載火箭都沒有。這運費我們說多少,那就是多少。200%的利潤實在太保守了,照我看,這百分之一千甚至百分之一萬的利潤都是很合適的。”
“文總,如果是賺外國人的錢,利潤再高也無妨。但是如果給我們自己國家用,定這么高的利潤率就不太合適吧……”錢學森想了想說道。
“你說的沒錯,我們這個通天橋最重要的目的是為了實現中國的科技騰飛,所以內部價的利潤率當然不可能這么高,太貴了人家就用不起了,所以最多也就是300%到500%的利潤吧。所以我們要想其他的辦法來賺錢,把總貨運量提上去,而不是只把眼光盯在單價上。比如說發展全新的太空產業。在我看來,這是第四次工業革命的起始。”文德嗣也很認真的說道。
“第四次工業革命?”錢學森愣了下。
“是的,第四次工業革命。第一次工業革命是蒸汽機,第二次工業革命是電力革命,第三次工業革命我們已經在進行了,便是計算機產業帶來的信息革命。而第四次工業革命,就要看這太空產業了。”
錢學森好奇的問道:“那么您認為,這些產業有哪些內容呢?”
“新材料、新能源與新工具。主要是這三個方面。”見到錢學森有些遲疑,文德嗣很和氣的笑道:“我給你舉幾個具體的例子吧。比如新材料,我告訴你一個秘密情報,我們的十幾個材料研究所其實現在已經發明了很多種新材料了,其中很多是以前大家聞所未聞的新材料,其性能遠遠超出了當代人們的想象。但是現在投入實用的還不到他們成果的五分之一。你知道為什么嗎?因為有許多東西在地球上生產的成本極高,不然就是以目前的技術在地球上生產不出來,但是如果到外太空軌道上去生產,那就完全不一樣了。”
“比如說超級合金。在地球上煉制合金,因為不同金屬有不同比重,因此熔融時混合的合金成分重的會下沉輕的會上浮,因此并不非常均勻。比如我們的鐵鋁共軛合金,為了解決這個問題花了很多精力,需要特制設備,因此產量一直受限。但是在軌道上的無重力環境,任何金屬成分的合金都可以實現完美的均勻混合。原本地球上很難做出來的比重相差太大的金屬合金,但是在軌道上就輕易可以做的出來。”
“其次是雜質問題,在地球上進行金屬冶煉,光是空氣混入便會造成雜質,例如含氮、含氫等。這些問題處理起來都很麻煩,而煉鋼爐中建立真空環境的成本又相當高。然而在軌道上,他本來就是真空環境,因此制造真空不需任何成本。此外軌道熔煉的成本也比較低,因為他沒有空氣,熱能不容易因為對流而流失。”