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2049年10月

金星第一艘货运飞船的发射窗口越来越近，船坞里的总装工作已经进入最后阶段。

林小镜每天都要去船坞看一遍进度。不是她不放心项目组，而是她习惯亲眼确认每一个关键节点的状态。图纸上的数据和现实中的设备之间总有那么一点差距，只有亲眼看到才能把那个差距填平。

这天上午，她从船坞回来，刚走进办公室，就看到了桌上一份新的报告。

木星大气抽取装置的预研方案。

木星和金星完全不同。

金星是类地行星，有固体表面，大气层虽然稠密但只占行星质量的一小部分。木星是气态巨行星，没有固体表面，大气层就是行星本身。从云顶往下，氢气在巨大的压力下逐渐变成液态，再往深处，液态氢在数百万大气压下变成金属氢。

木星的大气成分主要是氢和氦。氢占百分之九十，氦占百分之十，剩下的百分之零点几是甲烷、氨、水蒸气和其他微量气体。

木星最吸引人的资源是氦-3。

氦-3是核聚变的理想燃料。它和氘反应的时候释放的能量巨大，产生的放射性废物极少，安全性远高于氘氚聚变。地球上氦-3的储量极其稀少，只有几百公斤。但木星大气中的氦-3储量巨大——据估算，光是木星大气层最上面那几层，氦-3的总量就足够人类使用数万年。

“木星的任务和金星类似，但难度高两个量级。”林小镜在项目评审会上说。

她调出了一组对比数据。

金星的轨道距离太阳0.7个天文单位，距离地球最近时只有四千万公里。木星的轨道距离太阳5.2个天文单位，距离地球最近时也有六亿公里——是金星的十五倍。

金星的辐射环境虽然比地球差，但还在可接受范围内。木星的辐射环境是太阳系中最恶劣的之一——木星的磁场强度是地球的二十倍，辐射带的强度比地球的范艾伦辐射带高出几个数量级。任何靠近木星的探测器都必须有厚重的辐射屏蔽，否则电子设备会在几小时内被烤焦。

金星的引力只有地球的百分之九十，进入轨道和着陆都不算太难。木星的引力是地球的2.5倍，而且没有固体表面，不能着陆——所谓的“进入木星”只能是在大气层中悬浮，永远不可能“降落”。

“那我们的采气装置怎么部署？”项目组的陈宇航员问。他是最早一批参加过木星轨道探测任务的宇航员，对木星的环境有第一手的了解。

“不进入大气层。”林小镜说，“在轨道上抽取。”

会议室里安静了一瞬。

从轨道上抽取木星的大气？木星的大气层从云顶往上延伸数千公里，但大部分气体都被引力束缚在行星附近。轨道上的飞船距离云顶至少还有几百公里，那里的气体密度已经低到接近真空。从轨道上直接抽气，效率会极低，可能比从地球上抽气的效率还低。

林小镜看出了大家的疑惑。

“我说的不是从轨道上直接抽木星大气。”她调出了一张示意图，“我们要在木星大气层顶部部署悬浮平台，就像金星任务中的浮空器一样。但木星的浮空器和金星完全不同——金星浮空器靠氮气的浮力悬浮在稠密的二氧化碳大气中。木星的大气主要成分是氢和氦，密度比氮气小得多，任何充气球体在木星大气中都会下沉，而不是上浮。”

“那怎么办？”陈宇航员问。

“热气球。”林小镜说，“在木星大气中，只有两种方式可以悬浮。一种是持续加热气球内部的氢气，让内部温度高于外部，产生浮力。另一种是用旋翼或者喷气推进器提供升力，主动维持高度。”

“热气球方案需要的能量很大。木星云顶的温度大约零下一百五十度，要把气球内部的氢气加热到比外部高几十度，能量消耗是巨大的。而且木星有太阳系中最强烈的风暴，风速可达每秒数百米，热气球的稳定性是个大问题。”

“旋翼方案更不现实。木星的风速太高，旋翼产生的升力会被风吹散。”

林小镜翻到下一页。

“所以我们不用浮空器。”她说，“我们用轨道系留系统。”

示意图上画了一个巨大的结构：在木星的低轨道上，一艘大型飞船作为“母船”。从母船上垂下数根超长系缆，每根系缆长度超过一千公里，末端连接着一个采气装置。采气装置悬挂在木星大气层的中上部，那里气体密度足够高，压强大约在一个大气压左右，温度大约零下一百五十度。

“这个方案的技术难点在于系缆。”林小镜说，“一千公里长的系缆，材料的比强度和比刚度必须极高，否则自重就会把它拉断。我们现有的碳纳米管复合材料在这方面有潜力，但还需要进一步优化。系缆的直径不能太大，否则质量和阻力都会增加。我们估算的最优直径是两毫米左右，一千公里长度的总质量大约是一百吨。”

“一百吨的系缆挂在飞船上，飞船的轨道维持会很难。”陈宇航员说。

“不需要维持固定轨道。”林小镜说，“飞船会随着系缆的摆动而摆动。实际上，整个系统是一个整体——飞船、系缆、采气装置共同组成一个绕木星旋转的物体。只要这个整体的质心轨道是稳定的，系统就能持续运行。”

“那采气装置本身呢？”另一个工程师问，“它在木星大气中，怎么把气体送到轨道上？”

“和金星一样，用管道。”林小镜说，“系缆本身就是管道。碳纳米管复合材料可以做成一体的结构——既是承力的缆绳，又是气体输送的管道。气体在管道中被压缩，利用木星大气和轨道之间的压差自然上升。如果压差不够，可以在采气装置上加装压缩机。”

“木星大气中除了氦-3，还有大量的氢。氢是核聚变的另一种燃料，也是化学火箭的推进剂。如果我们能大规模采集木星的氢和氦-3，人类的能源问题就彻底解决了。”

会议室里响起了低声的讨论。

有人觉得这个方案太疯狂，一千公里长的系缆，在木星的强辐射和强风暴环境下运行，可靠性怎么保证？有人觉得这个方案的回报足够高，值得冒险尝试。还有人提出了另一个问题——木星的卫星。

木星有几十颗卫星，其中四颗伽利略卫星非常大。木卫三的直径甚至超过了水星。这些卫星的引力会对轨道系留系统产生扰动，可能导致系统失去稳定。

“这是一个需要深入分析的问题。”林小镜承认，“木星的卫星系统确实复杂，但我们可以把采气系统部署在木星的高纬度地区。伽利略卫星的轨道都在赤道面附近，高纬度地区的引力扰动会小很多。”

“另外，我们不一定非要在木星上采气。”林小镜调出了另一张图，“土星的大气成分和木星类似，氦-3的储量也很大。土星的磁场比木星弱得多，辐射环境温和，风速也低一些。土星还有漂亮的光环，光环里有大量的水冰，可以作为补充水源。”