第四百六十一章離子發動機

看著正沉浸于物理世界的張守晟，劉一辰沒有打擾對方，目前自然科學院最具知名度的理論物理學家就是張守晟。

張守晟15歲的時候，就直接跳過高中考入復旦大學物理系，17歲就從復旦大學物理系畢業，前往柏林自由大學就讀碩士，僅僅20歲就獲得該學校學位，并且進入紐約州立大學石溪分校攻讀博士，師從楊震寧，僅僅24歲就獲得博士學位。

而24歲，正常都是才大學本科畢業，可是張守晟就已經博士畢業了。

這還不止，年僅30歲他就被斯坦福大學聘為物理系教授，33歲被斯坦福大學評為終身教授。

在2006年的時候，張守晟領導的研究團隊針對半導體能耗與散熱問題提出了基于電子自旋的‘量子自旋霍爾效應’。量子自旋霍爾效應是關于電子運動的一個新規律，即電子自轉方向與電流方向之間的規律。利用該規律可使電子有序地運動，從而降低能量耗散，并有可能研制出新的工作原理的計算機芯片，從而促進信息技術的進步。在此基礎上，張守晟發展了能夠實現這種新運動規律的一類新奇量子材料－拓撲絕緣體，是這個領域的開創者之一。

2009年，張守晟與中科院物理所方忠等合作，預言了三種拓撲絕緣體材料，這是材料物理領域的一個重大進展。他與水木大學薛其坤等開展了理論與實驗的緊密合作，制備出高質量的材料，在拓撲絕緣體基本性質研究方面取得了一系列開創性成果，并于2013年在反常霍爾效應被發現130多年后發現量子反常霍爾效應，這是國際物理學界重大科學突破之一。

而在加入九龍大學后，張守晟帶領的團隊，也是屢出成果。就在去年，便在《科學》雜志上發表了一項重大發現：在整個物理學界歷經80年的探索之后，他們發現了手性馬約拉納費米子的存在。這一發現，驗證了由意大利理論物理學家馬約拉納在80年前提出的預測——存在一類沒有反粒子的粒子。同時也證明了存在一種比量子還小的單位，這將對量子理論帶來巨大的改變。

可以說，張守晟的成果，至少有兩項是諾獎級的，可惜諾貝爾物理學獎有太多人在排隊在等著，張守晟如今才55歲，算是年輕一輩，比較不容易獲得這一獎項。

特別是去年他將國籍改為華夏籍，更是讓這個難度提升了不少。

不過這背后同樣也是一種博弈，諾貝爾獎想要再像以往那般，也不容易，畢竟不管是九龍大學還是華夏，亦或者張守晟作為楊震寧最后一位學生這個特殊身份，本身也不容小覷。

就如今年，張守晟就入選諾貝爾物理學獎候選名單，得到了十幾位諾貝爾物理學獎得主的推薦。

楊震寧可是也同樣在發力著，作為一個物理學巨匠，同時也是活著物理學家中排名第一的物理學家，楊震寧的影響力不容小覷，要是哪天他去世了，也許世人就會發現，他在物理學界的地位超出霍金一截。

劉一辰沒有打擾這位去年更改國籍，同時成為華夏科學院院士的學者，悄然離開。

他來到了一個實驗室，這個實驗室是從事航天航空領域研究的，上下共有9層，地下3層，地上6層，共有數百位研究員、工程師。

此時他來到的是一個研制量子通訊衛星的，量子通訊衛星是一種傳輸高效的通信衛星，徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術，抗衡外國的網絡攻擊及防御力。

量子信號從地面上發射并穿透大氣層——衛星接收到量子信號并按需要將其轉發到另一特定衛星——量子信號從該特定衛星上再次穿透大氣層到達地球某個角落的指定接收地點。

在很早的時候，科學家們曾設想：如果把“量子糾纏“原理用于通信，將極大提高通信的安全保密程度。

因此，全世界各國但凡有實力的，無不對展開研究。

華夏也不例外，在很早的時候就展開了量子衛星的研究，將量子衛星列入華夏科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一，其主要科學目標是借助衛星平臺，進行星地高速量子秘鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子秘鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破，在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

在2016年的時候，華夏就發射了世界首顆‘量子衛星’墨子號，使得我國在‘量子通信’上處于世界領先水平。在2017年的時候，‘墨子號’量子衛星在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏，代表著世界在量子通信向實用邁出一大步。在2017年9月份的時候，世界首條量子保密通信干線‘京滬干線’與‘墨子號’量子衛星進行天地鏈路，使得我國成功實現了洲際量子保密通信，這標志著華夏在全球已構建出首個天地一體化廣域量子通信網絡雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡邁出了堅實的一步。

而就在今年一月份，在華夏和奧地利之間首次實現距離達7600公里的洲際量子秘鑰分發，并利用共享秘鑰實現加密數據傳輸和視頻通信，標志著‘墨子號’量子通信衛星已具備實現洲際量子保密通信的能力。

但是這不意味著，量子通信衛星已經發展到頭了，恰恰相反，這僅僅只是一個新的起點，量子通信衛星和量子通信技術一片藍海，大有可為，前途遼闊。

按照規劃，華夏計劃部署25顆量子通信衛星，創建一個連接全世界的通信網絡。

雖然當年劉一辰的‘暗度陳倉計劃’，使得華夏的很多老鼠蟑螂被一網打盡，空氣新鮮了不少，在很多領域都得到受益。但是這么多年下來，那一計劃成果，也已經消化殆盡。但是通信安全，卻始終放在一個非常重要地位。

量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態的不可復制性保證了信息的不可竊聽和不可破解，從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性地解決信息安全問題。

九龍大學和華科大就是負責量子通信技術研發，包括量子通信衛星，這兩所大學，也是目前為止全國裝備有量子計算機的大學。

雖然量子計算機已經誕生，但是迄今為止，全國上下也就生產安裝了一百臺量子計算機，而這些量子計算機都是用于科學研究、國防安全建設、國家金融安全系統建設等。

外界雖然知道量子計算機誕生，但是哪怕揮舞著鈔票，也暫時得不到量子計算機。

不過隨著量子計算機產能攀升，量子計算機走入社會，也只是時間問題而已。

要說量子計算機誕生影響最大的，最為明顯的莫過于虛擬貨幣市場，自從量子計算機誕生后，短短時間內，各種虛擬貨幣直接有價無市，哪怕是買一塊錢都沒人愿意買。

比特幣等虛擬貨幣，貶值數百倍上千倍，不知道多少炒虛擬貨幣、賭虛擬貨幣能夠暴富的炒幣客，財富化為烏有，從百萬富翁、千萬富翁、億萬富翁直接變成一個負債累累的人。

除了量子通信衛星之外，這里還開展著離子發動機、霍爾發動機等先進技術。

離子發動機，是太陽能電火箭發動機三種類型中的一種，也被稱為太陽能電火箭。離子發動機是正在發展中的新技術，屬于非常規推進系統。它與普遍使用的液體火箭、固體火箭等化學火箭有所不同，是靠太陽能工作，而非化學能。化學火箭發動機的推進劑把化學能轉變為熱能，經過噴管的氣動熱力加速，再轉化為噴射燃氣流的動能來產生推力。

而離子發動機的工作介質則是通過太陽能轉換成的電能予以加熱的方式或這種電能產生的靜電場、電磁場的作用獲得動能來實現反作用推進的。

這種離子發動機，比常規的化學火箭效率要高10倍，所需推進劑教少，可使航天器有更多的空間裝載有效載荷。由于它利用的是取之不盡用之不竭的太陽能，故而能在太空無重力狀態下連續運轉幾年時間。

當然它目前的缺點也很明顯，就是推力和加速度都很小，要使航天器達到預定的飛行速度，用時很長。比如智慧1號上裝載的離子發動機提供的加速度只有0.2毫米/秒2。

但是雖然目前缺點很明顯，卻也可以看到它的潛力巨大，化學燃料只能用于短距離的航天活動，注定是無法進行更遠距離航行，所以離子發動機等采用新能源的推進系統，是未來航天的趨勢。這也是各大航天大國紛紛開展研究，便是如此。

至于霍爾發動機，屬于電推進裝置，它將氙作為推進劑，實現將外部獲取的電能轉化為動能的一種最新裝置。霍爾發動機最為先進的一點，是它將氙作為推進劑只會起到催化劑效果，可以說被消耗的極少甚至是不被消耗，因為在電能轉化動能的過程中，主要就是消耗電能，而不是推進劑。

霍爾推進器其實并非屬于新鮮事物，它早已應用在航天活動中，主要用以衛星軌道矯正。它與離子發動機有相似之處，但是又有所不同，都是屬于航天前沿技術。

一旦這些航天技術有了突破性進展，可以大大提高航天器性能，那么載人登月也就顯得簡單了。

當然關于航天航空的課題研究，也是極其燃燒經費的，每年燃燒的經費多達數十億元，而且還是因為這里面有著SA支援的技術以及工程師、研究員，甚至連華科院閩省分院，都有上百人是直接從事航天航空領域的研究，不然的話單靠一個學校，真的力有所逮。

劉一辰在一些領域進行了理論完善與研究，但是將理論變為應用，就需要這些工程師、研究員，畢竟個人的力量始終是渺小的，團隊的力量才是強大的，鍛造出一支擁有極強戰斗力的科研團隊，可比他直接兌換技術要強大得多。

而且更重要的是，目前的局勢，有讓這些人成長的時間。

而這種用錢砸的效果也是很明顯，國產霍爾發動機推力從原先的1牛，提升到了10牛，在‘九龍拉棺計劃’衛星就裝備了霍爾發動機，用于軌道保持以及軌道的微調整，甚至關鍵的時候，這種小衛星可以化作子彈，直接撞擊在太空的那些大衛星。

這種事，也是幾年后Spabsp;X經常干的事情，專門用來惡心他人，索要保護費的。

在今年要發射的嫦娥五號，同樣也是搭載了霍爾發動機，在這里面將進行一定程度實驗。

與之前嫦娥四號不同，這次嫦娥五號是屬于‘回’這一步驟，是嫦娥三期工程，它將登陸月球表面，并且采集月壤，并且返回地球。

也因此，嫦娥五號由軌道器、返回器、著陸器、上升器等多個部分組成，體積也比嫦娥四號大了不少，所以也將使用華夏新一代的重型運載火箭——長征五號發射。

此次嫦娥五號意義非凡，它如果取得圓滿成功，那么將意味著華夏將不缺對月壤的研究，同樣的也意味著華夏掌握了地月往返技術，從理論上來說，華夏就具備著載人登月的能力。

而且與其他嫦娥系列衛星是在西昌衛星發射中心發射不同，這一次嫦娥五號將在文昌航天發射場發射。

文昌航天發射場位于瓊斯，屬于開放式濱海發射場，也是華夏為了進行深空探索建立的航天發射場，以后探索月球、探索火星等深空探索任務都會在文昌航天發射場執行。

同樣的，文昌航天發射場也是屬于最年輕的航天發射場，建成至今都沒幾年，到了2016年舉行了首次發射任務。

我真的不想當學霸 第四百六十一章離子發動機