第325章 盘古之心：离子引擎的极限突破（1/2）

“盘古”项目启动的指令如同点燃了龙芯内部又一枚火箭。与“燧人氏”的聚变之火不同，“盘古”的火焰更加内敛、绵长，却同样承载着将人类推往更深远边疆的雄心。目标直指火星，任务焦点凝聚于那台必须比传统化学火箭高效百倍的“心脏”。

项目组迅速进驻“燧石”中心专门划出的“极境”实验室。这里拥有能模拟深空真空、极端温度、强辐射环境的大型综合测试舱，以及为高能粒子束和等离子体研究准备的顶级设施。空气里弥漫着和“燧人氏”基地类似的、混合了臭氧、特种气体与精密仪器的独特气味，以及一种更加专注、更加聚焦的攻坚氛围。

作为项目总负责人，林枫将大部分精力投入了“盘古”。他面前的巨大白板上，画满了离子推进器的原理图、公式推导以及一个个待解的“？”号。

核心挑战异常清晰：如何让电离后的惰性气体（氙）工质，以更高的效率、更大的“力气”被喷射出去，从而在消耗极少燃料的情况下，获得可观的推力？

传统的离子推进器（如栅极式离子推力器），原理是通过阴极发射电子与中性原子碰撞使其电离，形成等离子体，然后由带正电的栅极将正离子高速拉出，产生推力，同时由中和器发射电子以保持电中性。其优势在于比冲极高（可达3000秒以上，是化学火箭的十倍），但缺点同样致命：推力极小（通常只有毫牛到牛量级），且栅极在长期离子轰击下容易腐蚀、失效，功率密度有限。

“荧惑-3号”从火星表面起飞并执行复杂轨道机动，需要的推力远非传统离子推进器的“绵柔之力”可以满足。必须在保持高比冲的前提下，大幅提升推力密度和功率效率。

项目组从几个方向同时发起冲锋。

材料与电极是第一道坎。 严教授领衔的材料团队，需要开发出能够承受高密度、高能离子流长期轰击而不被快速溅射腐蚀的“长寿”栅极材料，以及耐高温、低电子发射功函数（以降低能耗）的阴极材料。

“星尘合金”的基底提供了优秀的强度和热稳定性，但在抗离子溅射方面仍需加强。团队尝试了多种表面改性技术和涂层方案，在模拟火星环境下进行加速寿命试验。无数个昼夜的尝试与失败，电子显微镜下记录了材料表面从光洁到坑洼的微观演变。最终，他们创造性地将一种源自“净流”材料理念的、具有自我修复倾向的非晶-纳米晶复合结构，通过特殊的“场辅助沉积”工艺，镀覆在“星尘合金”栅极表面。这种被命名为“磐石-I型”的涂层，在测试中展现出惊人的抗溅射能力，预计寿命比传统钼栅极提升了二十倍以上。

等离子体生成与约束是第二道坎，也是提升效率的核心。 传统的放电室设计等离子体密度和均匀性有限。张工带领的等离子体团队，借鉴了“燧人氏”中用于加热和稳定等离子体的射频波与磁场协同的思想，但规模和应用场景截然不同。

他们设计了一种新型的“谐振腔式多级电离室”。通过精确设计的射频天线阵列，在放电室内激发并维持一种特定的电磁波模式，使电子在腔内共振，大幅提升与氙原子碰撞电离的概率，从而用更低的能耗产生更高密度、更均匀的等离子体。同时，在电离室出口处，引入一个弱磁场“喷嘴”，对即将进入加速区的等离子体进行初步的“整形”和“预聚焦”，减少发散损失。

“这就像给离子流‘梳头’和‘排队’，让它们更整齐、更有力地冲向加速栅极。”张工在阶段性评审会上兴奋地比喻。

最关键的第三道坎，是离子加速机制的革新。 传统的静电场加速虽然直接，但效率受限于电场强度和栅极间距，且容易导致离子束发散。林枫提出了一个大胆的构想——“行波场级联加速”。

这个灵感，部分来源于他意识深处系统界面偶然闪过的一丝关于“粒子在动态场中高效传递”的模糊信息碎片，更多的是他与团队基于现有物理规律的疯狂推演。

“我们不用单一的强静电场硬拉。”林枫在白板上画出一系列交替变化的波形和电极，“我们设计一系列按特定时序和相位变化的动态电场，像接力赛一样，让离子在其中被‘一波接一波’地推着走。每一级加速电压不需要太高，但通过精密的相位控制，离子可以不断从电场中获取能量，累积起来达到极高的最终速度，同时束流更加集中，发散角更小。”

这个方案对电源系统（需要提供精密时序的高压脉冲）和控制算法（需要实时微调以适应等离子体状态变化）提出了地狱级的要求。苏小远带领的“伏羲”团队和电力电子专家们接下了这个挑战，开发了专用的高频高压脉冲电源模块和基于“伏羲”子程序的实时自适应控制器。

第四道坎，是能源与热管理。 即使效率提升，驱动如此高性能离子推进器仍需可观的电能。探测器上的太阳能电池板在火星轨道输出功率有限。周教授团队与SA的电源专家紧密合作，提出了“智能功率调度+高能密度锂硫电池缓冲”的方案，并论证了携带一套小型化放射性同位素热电发生器（RTG）作为补充的可行性。同时，推进器工作产生的大量废热，通过精心设计的“星尘合金”散热结构和热管系统，高效地辐射到深空，避免探测器过热。

攻关的过程，是无数次计算、模拟、试验、失败、调整、再试验的循环。实验室的灯光常常彻夜不熄。团队成员们熬红了眼，争论得面红耳赤，又为每一次微小的进展而欢欣鼓舞。林枫几乎住在了实验室，与团队一起分析数据，解决难题。

四个月后，第一台“盘古-I型”原理样机，在“极境”实验室的深空模拟舱内组装完成。它看上去比传统离子推进器更加紧凑，银灰色的外壳上布满了精密的接口和传感器，内部的“谐振腔电离室”、“行波加速阵列”等核心部件凝聚了无数心血。

第一次点火测试，低功率模式。

真空舱内气压降至火星轨道水平。指令下达，电源启动。

监控屏幕上，代表电离室等离子体密度的曲线平稳上升，迅速达到并超过了传统设计的峰值。加速阵列各点电压按照预定时序精准加载。在高速摄像机的捕捉下，可以看到一束极其明亮、凝聚的蓝色离子流从喷口稳定喷出，在模拟深空背景中留下一道清晰的光痕。

“等离子体密度达标！”

“加速电场建立稳定！”

“离子束流发散角……测量中……天啊，小于5度！传统设计通常在15度以上！”

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