第376章 复杂的星际飞船体系
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启明星一号的整体框架完工后，工程指挥部召开了为期七天的封闭会议。
参会者不仅有蓝星联盟的高层领导，还有各系统的总工程师，副总工程师，以及一线技术骨干。
超过三千多人挤在一个临时改造的会议厅里，对着全息屏幕上的飞船剖面图，一项一项地敲定接下来的建造顺序。
别觉得这三千多人就很多。
事实上，为了这个人类的世纪大工程，整个人类联盟，动用的人力，多达数千万。
注意，这还是直接参与的人员。
那些中间参与的人，更是多达数亿。
可以说，整个人类社会，整个蓝星世界，都在围绕着此工程转。
所以，这3000多人，绝对没有一个是简单的。
起码都是一个方面的领军人物，领导者。
——
具体的会议内容就不再细说。
会议第三天，一份名为《启明星一号内部系统建造优先级方案》的文件正式出炉。
第一优先级：生命维持系统。
理由最简单：没有生命维持，其他系统建得再好，人也上不去。
第二优先级：能源系统。
没有能源，所有系统都是摆设。
第三优先级：推进系统。
飞船的核心功能，必须优先保障。
第四优先级：导航与通讯系统。
飞船要飞出去，还得飞回来，还得和蓝星保持联系。
第五优先级：防护系统。
宇宙不是善堂，辐射，微陨石，温度剧变，每一样都能要命。
第六优先级：生活系统。
人要在飞船上生活几个月甚至几年，不能只靠营养膏和睡袋。
第七优先级：工作系统。
科研设备，采矿设备，维修设备，飞船不是只用来载人的。
第八优先级：仓储系统。
物资储备，备件储备，应急储备，有备无患。
第九优先级：冗余系统。
所有关键系统的备份，单独列为一个优先级，穿插在其他系统之间完成。
第十优先级：调试与测试。
系统建完了不算完，得能协同工作。
这个优先级方案，挂在指挥部最显眼的位置。
张远说：“谁要是敢跳过前面的系统先搞后面的，自己跳进真空室。”
没有人笑。
因为所有人都知道，这不是玩笑。
生命维持系统的总工程师是周明慧。
这个名字，五年前还默默无闻。
五年后的今天，已经是整个航天界公认的顶尖专家。
但此刻，她面对的是职业生涯中最大的挑战。
闭环生态系统。
这不是旧时代空间站那种“带够水、带够氧、带够食物”的模式。
那种模式，支撑三个月就是极限。
启明星一号要去火星，单程一个月，往返加停留，至少半年，甚至好几年。
半年时间，几千名船员。
需要的氧气，水，食物，是一个天文数字。
如果全部带上去，飞船一半的空间都得装物资。
所以必须闭环。
氧气循环：船员呼出二氧化碳，通过某种方式转化为氧气。
水循环：每一滴汗，每一滴尿，都要回收净化，重新使用。
食物循环：不能只靠储备，得在飞船上种点什么。
周明慧的方案，用了整整三年时间才敲定。
氧气循环系统：
采用改良版的藻类反应器。
不是那种巨大的透明水箱，而是模块化的，可以嵌入舱壁的平板式反应器。
每一块平板只有两厘米厚，一平方米大小，里面培养着经过基因编辑的螺旋藻。
这种螺旋藻的光合效率是普通植物的十倍，对光照强度的要求却只有十分之一。
它们不需要太阳，只需要LEd灯。
灯的能量来自核聚变反应堆，完全不成问题。
数十万块平板，分布在飞船各个舱室的墙壁上，总面积超过十万平方米。
别觉得多，其实很合理。
因为面积是算在上下左右，各个大小空间里的，所以有这么多。
预计足够为数万人提供所需的全部氧气。
水循环系统：
采用七级过滤加蒸馏的组合方案。
第一级：物理过滤，去除大颗粒杂质。
第二级：活性炭吸附，去除有机污染物。
第三级：反渗透膜，去除溶解盐类。
第四级：紫外线消毒，杀灭微生物。
第五级：蒸馏，彻底净化。
第六级：矿物质添加，让水变得适合饮用。
第七级：臭氧保鲜，防止储存过程中二次污染。
整个系统全自动运行，回收率达到99.7%。
也就是说，船员喝下去的水，最后只有0.3%会损耗在实验，清洁等无法回收的环节。
食物循环系统：
这是最难的。
飞船上的空间有限，不可能种传统作物。
周明慧的团队花了两年时间，筛选了三千多种植物，最后选定了一种：改良型多年生树形稻谷。
这种树形稻谷，相当于一种果树。
只要长成，就能源源不断的产出稻谷，就像水果一样。
一亩地，一年的产出，理论上能达到8000公斤。
但缺点也不是没有。
那就是前期需要时间成长。
最少三年，才能达到结出果实的地步。
从第四年开始，每年都能产出稻谷，一直不停。
直到50年后，进入衰败期，60年左右枯萎。
而且，味道也一般。
这个植物，是蓝星联盟这几年的农业黑科技成果之一。
如今正好合适。
蓝星联盟有试验田，今年正好有大批的成熟体。
拿出一部分迁到星际飞船上，可行。
经过特殊处理，可以做成数百种食物。
除了这个，还有数十种辅助作物：一种高蛋白的藻类，一种富含维生素的微型蔬菜，一种可以用来调味的香草，等等。
这数十种作物，足够提供船员所需的所有营养。
种植区被设计成多层立体结构，每一层都有独立的LEd光源和营养液循环系统。
总种植面积只有五千平方米，但年产量相当于传统农田的五十倍。
周明慧在方案最后写了一段话：
“这套系统，理论上可以无限期运行，只要能源不断，人就不会渴死，饿死，憋死。”
“但它有一个弱点：任何一环出问题，都可能导致连锁反应。”
“所以，必须有三套备份。”
“三套。”
具体怎么搞，这里不再细说。
——
然后，就是能源系统的总工程师叫科瑞达。
五十岁，沉默寡言，一辈子只干一件事：核聚变。
旧时代，他在托卡马克装置上耗了二十年，亲眼看着那东西从实验走向实用。
新纪元，他主持设计了蓝星上第一座商用核聚变电站。
现在，他的任务是：把十二座核聚变反应堆，塞进一艘飞船里，且完美运行，联通整个非常。
这是一个体系，细节多如牛毛，普通人无法想象。
比当初的光刻机都要复杂百倍，千倍。
要知道，核聚变在地上和天上，完全是两码事。
在地上，反应堆可以做得很大，可以配几十吨重的屏蔽层，可以有专门的技术团队二十四小时维护。
在天上，每公斤重量都要精打细算，屏蔽层要尽可能薄，维护要靠机器人，而且一旦点火，就得连续运行几个月不能停。
他的方案，前后修改了三十七版。
采用球形托卡马克设计，比传统的环形托卡马克更紧凑，磁场效率更高。
直径只有三米，却能输出五百兆瓦的热功率。
十二座反应堆，总热功率六千兆瓦。
这个数字，相当于新时代一座都市圈城市的用电量。
能量转换系统：
核聚变产生的是热能，热能要转换成电能，才能驱动飞船。
传统的汽轮机太笨重，他用的是磁流体发电技术。
高温等离子体直接通过强磁场，产生电流。
没有运动部件，效率更高，体积更小。
一套磁流体发电系统，重量只有汽轮机的十分之一，效率却高出好几倍。
能量分配网络：
十二座反应堆，不是各自为政，而是联网运行。
主控计算机根据各系统的实时需求，动态调整每一座反应堆的出力。
需要加速时，十座堆全功率运行。
需要休眠时，只保留一座堆低功率运行，其余堆进入待机状态。
分配网络采用三重冗余设计：三条独立的总线，三条独立的控制系统。
任何一条出问题，另外两条自动接管。
热管理系统：
核聚变产生的废热，必须排出去。
在太空中，散热只能靠辐射。
郭震设计了六组大型散热翼板，总散热面积达到一万平方米。
当飞船不需要加速时，翼板展开，把废热辐射到宇宙空间。
散热翼板的材料是新型碳晶复合材料，厚度只有两毫米，却能承受一千度的高温。
备份方案：
十二座反应堆，本身就是冗余设计。
即使八座同时故障，剩下的四座也能维持基本运行，让飞船安全返回蓝星。
除此之外，还有一套独立的应急能源系统：三百组固态氢燃料电池。
平时不用，关键时刻可以支撑飞船运行三十天。
他在会议上只说了一句话：
“这套系统，够人类飞到冥王星。”
没有人反驳。
因为所有人都知道，他说的是真的。
推进系统的总工程师是郑重。
他花了五年时间，从原型机走到最终版。
最终版的推进器，高一百五十米，重八千吨，是整艘飞船上最大的单体设备。
它的核心，是一个直径五米的核聚变反应腔。
燃料是氦-3，取自月球。
反应产生的高温等离子体，通过强磁场约束，从喷口高速喷出。
推力：三十五万千牛。
这个数字意味着什么？
意味着启明星一号可以以1g的加速度持续加速。
在地球上，1g就是正常重力。
在太空中，1g意味着飞船里的人可以像在地面上一样站立，行走，不会失重。
连续加速一个月，飞船的速度可以达到光速的百分之五。
每秒一万五千公里。
郑重在测试报告里写了一段话：
“三百次点火测试，累计运行时间超过五千小时，所有数据都在设计范围内。”
“它准备好了。”
——
导航系统的总工程师叫赵海平。
三十八岁，是几个总工里最年轻的。
他的任务，是让飞船在几千万公里的航程中，不偏航，不迷路。
导航系统：
采用分段航行算法，不是全程计算，而是一段一段算。
飞船起飞后，先算第一段的航线。
这一段航程大约三天，引力变化可以精确预测。
飞到这一段终点，停下来，用所有算力计算下一段。
如此重复，直到抵达目的地。
这种算法的好处是：算力需求大大降低，精度反而更高。
导航基准采用三重参照：恒星定位，脉冲星定位，蓝星信标。
三者互为备份，任何一个失效，另外两个也能维持导航精度。
通讯系统：
距离越远，通讯越难。
到火星最近的时候，信号单程需要三分钟。
最远的时候，需要二十分钟。
传统无线电不行。
频率太高，衰减太快。
频率太低，带宽不够。
赵海平用的是激光通讯。
不是普通激光，是经过特殊调制的量子激光。
理论上，带宽可以达到每秒十吉比特，足够传输高清视频和大量科学数据。
激光通讯的问题是对准太难。
几千万公里外，要把一束激光打回蓝星，精度要求相当于从一万公里外射中一枚硬币。
赵海平的解决方案是：自适应光学系统。
飞船上的发射器会根据蓝星信标的反馈，实时调整激光的方向。
调整频率达到每秒一万次，确保光束始终对准接收站。
深空导航网络：
光有飞船上的系统不够，蓝星上也要有配套。
赵海平主持建设了深空导航网络，由三十七座大型射电望远镜组成，分布在全球各地。
这些望远镜联网运行，可以精确测量飞船的位置和速度，误差不超过一米。
测量数据通过量子加密通道传回飞船，作为导航系统的修正依据。
赵海平在内部会议上说：
“这套系统，能让飞船在几千万公里的航程中，误差不超过一百公里。”
“一百公里，听起来很大，但在宇宙尺度上，相当于在地球上瞄准一枚硬币。”
但还是不够，这个系统，会在后面的研究中，逐渐加强，优化。
让误差更小。
——
防护系统的总工程师叫陈默。
名字叫默，人很沉默。
开会的时候，他可以一整天不说话。
但只要开口，说的都是关键问题。
他的任务是：让飞船和人在宇宙中活下来。
辐射防护：
宇宙中最危险的，不是真空，是辐射。
太阳风暴，银河宇宙射线，甚至飞船自己的核聚变反应堆，都在产生辐射。
长期暴露，轻则增加癌症风险，重则当场死亡。
陈默的方案是：十二层防护。
第一层：主动电磁场。
在飞船周围生成一个强磁场，偏转带电粒子。
这层防护不需要厚度，只需要能量。
第二层到第十一层：十层复合材料。
活钢-碳晶基体，中间夹着高含氢材料。
氢原子能有效吸收中子辐射和中高能粒子。
第十二层：内层装甲。
钛合金板，厚五毫米。
这是最后一道防线，挡住那些穿透前面十一层的漏网之鱼。
十二层加起来，总厚度只有三十厘米。
但在模拟测试中，可以把辐射剂量降到蓝星上水平的三分之一。
当然，这并没有计算飞船的外壳防护层，那可不是区区30多厘米能解决的。
微陨石防护：
宇宙中到处都是微陨石，速度高达每秒几十公里。
一粒沙大小的陨石，就能击穿普通金属板。
陈默的方案是：双层铠甲加自动修复。
外层是牺牲层，厚度五毫米，专门用来挨打。
被击穿后，问题不大，还有内层顶着。
内层是活钢材料，具有自修复功能。
被击穿后，材料会自动生长，填补缺口。
修复速度取决于损伤大小，小的几分钟，大的几天。
效果其实并不好，但只要有人为干预，还是很可以的。
两层之间，是传感器网络。
每秒扫描飞船表面一次，发现撞击立即定位，判断损伤程度。需要修复的，启动修复程序。不需要修复的，记录在案，供后续分析。
温度防护：
飞船在太空中，向阳面温度高达一百多度，背阳面低至零下一百多度。
没有防护，金属都会热胀冷缩到变形。
陈默的方案是：主动热控系统。
飞船表面覆盖着一种特殊材料，可以调节红外发射率。
需要散热时，发射率调高。
需要保温时，发射率调低。
内部还有一套流体循环系统，把热量从热的地方带到冷的地方，实现全船温度均衡。
陈默在方案里只写了一句话：
“这套系统，能让飞船内部的温度，始终保持在20到25度之间。”
“不管外面是多少度。”
——
生活系统的总工程师叫温静。
她是几个总工里唯一的女性，也是唯一一个把“舒服”当成技术指标的人。
“飞船不是实验室，是人的家。”
她经常这么说：“人舒服了，才能好好工作。”
她的方案，让很多工程师觉得浪费空间。
但最后，杨牧还是拍板：按她的做。
居住舱：
数千名船员，不可能每人一个单间。
但也不能像旧时代潜艇那样，几十人挤在一个舱里。
温静的设计是：四人一个舱室。
每个舱室十二平方米，四张床，四个储物柜，一张桌子，一个卫生间。
床可以折叠，桌子可以升降，储物柜嵌在墙里。
空间不大，但够用。
而且每个舱室都有窗户，不是真正的窗户，是高清显示屏，实时显示飞船外部的摄像头画面。
想看星空就看星空，想看蓝星就看蓝星。
餐饮区：
三个餐厅，每个都可以容纳两千人同时就餐。
不是吃营养膏那种就餐，是真的吃饭。
正餐，想吃什么都有，当然，前提是有储备，能生产。
还有咖啡，茶，果汁，用回收水做的，但经过处理，和蓝星上的没什么区别。
娱乐区：
健身房、图书馆、全息影院、游戏室。
不是摆设，是真的要用的。
几个月的航程，没有娱乐，人会疯。
温静特别设计了一个观景舱，位于飞船最前端，有一个巨大的弧形玻璃窗，不是真正的玻璃，是透明装甲，强度足够抵御微陨石。
船员可以站在那里，看着星空，看着蓝星越来越远，看着火星越来越近。
医疗区：
一个小型医院，有手术室，病房，药房，康复室，等等。
医生是远程的。
蓝星上的专家通过全息影像参与会诊。
但手术机器人是实体的，可以执行精细操作。
药房里储备了各种常见病，意外伤的药品和器材。
还有三台自动医生，船员自己操作，可以完成常规检查和简单治疗。
心理支持系统：
这是温静最得意的设计。
飞船上有一个人造生态空间，里面是森林，海滩，草原，花海，等等。
虽然很小，只有不到2000平米。
船员可以在里面散步，跑步，发呆，假装自己还在蓝星上。
还有一个宠物舱，猫，狗，鸟，等等。
船员可以摸它们，和它们说话，玩耍。
温静在方案审查会上说：
“这些东西，看起来浪费空间。”
“但它们能让船员保持良好的心理状态。”
“状态好，工作效率高，不容易出错。”
“不出错，就是对飞船最大的保护。”
审查会沉默了三秒。
然后杨牧说：
“通过。”
——
工作系统也非常重要。
飞船上有三十七个实验室，分布在不同的舱段。
生物实验室、地质实验室、物理实验室、化学实验室……几乎涵盖了所有学科。
设备都是模块化的，可以根据任务需要更换。
第一次去火星，重点是地质和大气研究。
第二次去，可能就是生物和土壤研究。
采矿设备：
目标是火星和小行星带。
飞船上配备了三套采矿系统：一套钻探、一套破碎、一套提炼。
钻探系统可以钻到地下五十米，采集岩芯样本。
破碎系统可以把大块矿石粉碎成小颗粒。
提炼系统可以分离出有用的矿物和金属。
提炼出来的东西，一部分带回蓝星，一部分就地利用，比如用火星土壤制砖，盖房子。
维修设备：
飞船要飞几个月，不可能不出故障。
维修设备包括：1000台多功能机器人，100套3d打印机,15套小型多功能冶炼炉。
机器人可以执行舱外维修任务，不需要人出舱。
3d打印机可以打印备件，缺什么打什么。
冶炼炉可以熔化废旧金属，重新铸造成需要的形状。
“这套系统，可以让飞船在远离蓝星的情况下，自己修自己。”
“理论上，无限期运行。”
然后，就是仓储系统：
它的任务很简单，就是把足够几千人用五年的物资，塞进飞船里。
五年，不是随便说的。
去火星，往返加停留，半年就够了。
但万一出事呢？万一推进系统故障，回不来呢？万一错过发射窗口，要多等两年呢？
所以，必须备够五年的量。
物资清单：
经过反复计算，物资需求如下：
食物：两千七百吨
水：一万八千吨（循环系统可以减少到三百吨补充量）
氧气：三千吨（循环系统可以减少到一百吨补充量）
备件：五百吨
药品：五十吨
科研设备：两百吨
采矿设备：三百吨
维修设备：一百吨
个人物品：五百吨
其他：三百吨
总重量：约两万五千吨。
但飞船的总载荷只有十万吨。
留给物资的储备的地方，不到两万吨。
怎么办？
最终只能消减一些东西。
总算是凑合过去。
最后，就是仓储系统。
仓库分布在飞船各个舱段，每个仓库都有独立的温湿度控制、防火系统、防盗系统。
物资按优先级存放：常用的放近处，不常用的放远处。
紧急情况下需要用的，放在最容易拿到的地方。
每件物资都有电子标签，系统可以实时追踪位置和数量。
取用的时候，只需要说出名字，系统就会引导你过去。
冗余储备：
所有关键物资，都有至少两份备份。
一份在主仓库，一份在应急仓库。应急仓库位于飞船最深处，有独立的生命维持系统和能源系统。
万一主飞船出事，人可以躲进应急仓库，等待救援。
“这套系统，可以保证数千人在火星上活五年。”
“五年，足够蓝星派救援飞船来了。”
最终的冗余系统，是最后的防线
因为这个系统的任务只有一个：在所有其他系统都失效的情况下，保住人的命。
三重冗余：
所有关键系统，都有至少三套备份。
推进系统：四套独立反应腔，任何一套都能独立推动飞船。
能源系统：十二座反应堆，任何四座都能维持基本运行。
生命维持：三个独立循环系统，任何一个都能支撑五百人生存。
导航系统：三种独立定位方式，任何两种都能保持精度。
通讯系统：三条独立链路，任何一条都能保持最低限度联系。
四层隔离：
飞船被分成四个独立的隔离区。
每个隔离区都有自己的生命维持、能源、通信、医疗设备。
万一某个区被污染、失火、减压，可以立即封闭，人员转移到其他区。
五级应急：
应急预案分为五级。
一级：小故障，可以边飞边修。
二级：中等故障，需要减速或停飞处理。
三级：严重故障，需要放弃部分任务。
四级：致命故障，需要弃船逃生。
五级：无法逃生，启动“方舟”程序。
方舟程序是最后的手段。
飞船最深处有一个独立舱室，被称为“方舟”。
里面有足够五十人生存五年的物资和能源。
当飞船无法挽救时，船员可以躲进方舟，切断与主飞船的所有连接，进入休眠状态，等待救援。
方舟的位置是绝密。
只有飞船高层和杨牧知道。
——
如此完美的系统，细节到令人发指，起码需要三五年的时间。
这不是人多就能解决的。
很多麻烦，需要一个一个的去研究，去攻克。
哪怕所有系统建完后，还要进入调试与测试阶段。
这一阶段，最少也需要两年。
每个系统独立运行，检查有没有设计缺陷，制造缺陷，安装缺陷。
不能想，一想就头疼，不是一般人能想象的。
复杂到恐怖。
启明星一号的整体框架完工后，工程指挥部召开了为期七天的封闭会议。
参会者不仅有蓝星联盟的高层领导，还有各系统的总工程师，副总工程师，以及一线技术骨干。
超过三千多人挤在一个临时改造的会议厅里，对着全息屏幕上的飞船剖面图，一项一项地敲定接下来的建造顺序。
别觉得这三千多人就很多。
事实上，为了这个人类的世纪大工程，整个人类联盟，动用的人力，多达数千万。
注意，这还是直接参与的人员。
那些中间参与的人，更是多达数亿。
可以说，整个人类社会，整个蓝星世界，都在围绕着此工程转。
所以，这3000多人，绝对没有一个是简单的。
起码都是一个方面的领军人物，领导者。
——
具体的会议内容就不再细说。
会议第三天，一份名为《启明星一号内部系统建造优先级方案》的文件正式出炉。
第一优先级：生命维持系统。
理由最简单：没有生命维持，其他系统建得再好，人也上不去。
第二优先级：能源系统。
没有能源，所有系统都是摆设。
第三优先级：推进系统。
飞船的核心功能，必须优先保障。
第四优先级：导航与通讯系统。
飞船要飞出去，还得飞回来，还得和蓝星保持联系。
第五优先级：防护系统。
宇宙不是善堂，辐射，微陨石，温度剧变，每一样都能要命。
第六优先级：生活系统。
人要在飞船上生活几个月甚至几年，不能只靠营养膏和睡袋。
第七优先级：工作系统。
科研设备，采矿设备，维修设备，飞船不是只用来载人的。
第八优先级：仓储系统。
物资储备，备件储备，应急储备，有备无患。
第九优先级：冗余系统。
所有关键系统的备份，单独列为一个优先级，穿插在其他系统之间完成。
第十优先级：调试与测试。
系统建完了不算完，得能协同工作。
这个优先级方案，挂在指挥部最显眼的位置。
张远说：“谁要是敢跳过前面的系统先搞后面的，自己跳进真空室。”
没有人笑。
因为所有人都知道，这不是玩笑。
生命维持系统的总工程师是周明慧。
这个名字，五年前还默默无闻。
五年后的今天，已经是整个航天界公认的顶尖专家。
但此刻，她面对的是职业生涯中最大的挑战。
闭环生态系统。
这不是旧时代空间站那种“带够水、带够氧、带够食物”的模式。
那种模式，支撑三个月就是极限。
启明星一号要去火星，单程一个月，往返加停留，至少半年，甚至好几年。
半年时间，几千名船员。
需要的氧气，水，食物，是一个天文数字。
如果全部带上去，飞船一半的空间都得装物资。
所以必须闭环。
氧气循环：船员呼出二氧化碳，通过某种方式转化为氧气。
水循环：每一滴汗，每一滴尿，都要回收净化，重新使用。
食物循环：不能只靠储备，得在飞船上种点什么。
周明慧的方案，用了整整三年时间才敲定。
氧气循环系统：
采用改良版的藻类反应器。
不是那种巨大的透明水箱，而是模块化的，可以嵌入舱壁的平板式反应器。
每一块平板只有两厘米厚，一平方米大小，里面培养着经过基因编辑的螺旋藻。
这种螺旋藻的光合效率是普通植物的十倍，对光照强度的要求却只有十分之一。
它们不需要太阳，只需要LEd灯。
灯的能量来自核聚变反应堆，完全不成问题。
数十万块平板，分布在飞船各个舱室的墙壁上，总面积超过十万平方米。
别觉得多，其实很合理。
因为面积是算在上下左右，各个大小空间里的，所以有这么多。
预计足够为数万人提供所需的全部氧气。
水循环系统：
采用七级过滤加蒸馏的组合方案。
第一级：物理过滤，去除大颗粒杂质。
第二级：活性炭吸附，去除有机污染物。
第三级：反渗透膜，去除溶解盐类。
第四级：紫外线消毒，杀灭微生物。
第五级：蒸馏，彻底净化。
第六级：矿物质添加，让水变得适合饮用。
第七级：臭氧保鲜，防止储存过程中二次污染。
整个系统全自动运行，回收率达到99.7%。
也就是说，船员喝下去的水，最后只有0.3%会损耗在实验，清洁等无法回收的环节。
食物循环系统：
这是最难的。
飞船上的空间有限，不可能种传统作物。
周明慧的团队花了两年时间，筛选了三千多种植物，最后选定了一种：改良型多年生树形稻谷。
这种树形稻谷，相当于一种果树。
只要长成，就能源源不断的产出稻谷，就像水果一样。
一亩地，一年的产出，理论上能达到8000公斤。
但缺点也不是没有。
那就是前期需要时间成长。
最少三年，才能达到结出果实的地步。
从第四年开始，每年都能产出稻谷，一直不停。
直到50年后，进入衰败期，60年左右枯萎。
而且，味道也一般。
这个植物，是蓝星联盟这几年的农业黑科技成果之一。
如今正好合适。
蓝星联盟有试验田，今年正好有大批的成熟体。
拿出一部分迁到星际飞船上，可行。
经过特殊处理，可以做成数百种食物。
除了这个，还有数十种辅助作物：一种高蛋白的藻类，一种富含维生素的微型蔬菜，一种可以用来调味的香草，等等。
这数十种作物，足够提供船员所需的所有营养。
种植区被设计成多层立体结构，每一层都有独立的LEd光源和营养液循环系统。
总种植面积只有五千平方米，但年产量相当于传统农田的五十倍。
周明慧在方案最后写了一段话：
“这套系统，理论上可以无限期运行，只要能源不断，人就不会渴死，饿死，憋死。”
“但它有一个弱点：任何一环出问题，都可能导致连锁反应。”
“所以，必须有三套备份。”
“三套。”
具体怎么搞，这里不再细说。
——
然后，就是能源系统的总工程师叫科瑞达。
五十岁，沉默寡言，一辈子只干一件事：核聚变。
旧时代，他在托卡马克装置上耗了二十年，亲眼看着那东西从实验走向实用。
新纪元，他主持设计了蓝星上第一座商用核聚变电站。
现在，他的任务是：把十二座核聚变反应堆，塞进一艘飞船里，且完美运行，联通整个非常。
这是一个体系，细节多如牛毛，普通人无法想象。
比当初的光刻机都要复杂百倍，千倍。
要知道，核聚变在地上和天上，完全是两码事。
在地上，反应堆可以做得很大，可以配几十吨重的屏蔽层，可以有专门的技术团队二十四小时维护。
在天上，每公斤重量都要精打细算，屏蔽层要尽可能薄，维护要靠机器人，而且一旦点火，就得连续运行几个月不能停。
他的方案，前后修改了三十七版。
采用球形托卡马克设计，比传统的环形托卡马克更紧凑，磁场效率更高。
直径只有三米，却能输出五百兆瓦的热功率。
十二座反应堆，总热功率六千兆瓦。
这个数字，相当于新时代一座都市圈城市的用电量。
能量转换系统：
核聚变产生的是热能，热能要转换成电能，才能驱动飞船。
传统的汽轮机太笨重，他用的是磁流体发电技术。
高温等离子体直接通过强磁场，产生电流。
没有运动部件，效率更高，体积更小。
一套磁流体发电系统，重量只有汽轮机的十分之一，效率却高出好几倍。
能量分配网络：
十二座反应堆，不是各自为政，而是联网运行。
主控计算机根据各系统的实时需求，动态调整每一座反应堆的出力。
需要加速时，十座堆全功率运行。
需要休眠时，只保留一座堆低功率运行，其余堆进入待机状态。
分配网络采用三重冗余设计：三条独立的总线，三条独立的控制系统。
任何一条出问题，另外两条自动接管。
热管理系统：
核聚变产生的废热，必须排出去。
在太空中，散热只能靠辐射。
郭震设计了六组大型散热翼板，总散热面积达到一万平方米。
当飞船不需要加速时，翼板展开，把废热辐射到宇宙空间。
散热翼板的材料是新型碳晶复合材料，厚度只有两毫米，却能承受一千度的高温。
备份方案：
十二座反应堆，本身就是冗余设计。
即使八座同时故障，剩下的四座也能维持基本运行，让飞船安全返回蓝星。
除此之外，还有一套独立的应急能源系统：三百组固态氢燃料电池。
平时不用，关键时刻可以支撑飞船运行三十天。
他在会议上只说了一句话：
“这套系统，够人类飞到冥王星。”
没有人反驳。
因为所有人都知道，他说的是真的。
推进系统的总工程师是郑重。
他花了五年时间，从原型机走到最终版。
最终版的推进器，高一百五十米，重八千吨，是整艘飞船上最大的单体设备。
它的核心，是一个直径五米的核聚变反应腔。
燃料是氦-3，取自月球。
反应产生的高温等离子体，通过强磁场约束，从喷口高速喷出。
推力：三十五万千牛。
这个数字意味着什么？
意味着启明星一号可以以1g的加速度持续加速。
在地球上，1g就是正常重力。
在太空中，1g意味着飞船里的人可以像在地面上一样站立，行走，不会失重。
连续加速一个月，飞船的速度可以达到光速的百分之五。
每秒一万五千公里。
郑重在测试报告里写了一段话：
“三百次点火测试，累计运行时间超过五千小时，所有数据都在设计范围内。”
“它准备好了。”
——
导航系统的总工程师叫赵海平。
三十八岁，是几个总工里最年轻的。
他的任务，是让飞船在几千万公里的航程中，不偏航，不迷路。
导航系统：
采用分段航行算法，不是全程计算，而是一段一段算。
飞船起飞后，先算第一段的航线。
这一段航程大约三天，引力变化可以精确预测。
飞到这一段终点，停下来，用所有算力计算下一段。
如此重复，直到抵达目的地。
这种算法的好处是：算力需求大大降低，精度反而更高。
导航基准采用三重参照：恒星定位，脉冲星定位，蓝星信标。
三者互为备份，任何一个失效，另外两个也能维持导航精度。
通讯系统：
距离越远，通讯越难。
到火星最近的时候，信号单程需要三分钟。
最远的时候，需要二十分钟。
传统无线电不行。
频率太高，衰减太快。
频率太低，带宽不够。
赵海平用的是激光通讯。
不是普通激光，是经过特殊调制的量子激光。
理论上，带宽可以达到每秒十吉比特，足够传输高清视频和大量科学数据。
激光通讯的问题是对准太难。
几千万公里外，要把一束激光打回蓝星，精度要求相当于从一万公里外射中一枚硬币。
赵海平的解决方案是：自适应光学系统。
飞船上的发射器会根据蓝星信标的反馈，实时调整激光的方向。
调整频率达到每秒一万次，确保光束始终对准接收站。
深空导航网络：
光有飞船上的系统不够，蓝星上也要有配套。
赵海平主持建设了深空导航网络，由三十七座大型射电望远镜组成，分布在全球各地。
这些望远镜联网运行，可以精确测量飞船的位置和速度，误差不超过一米。
测量数据通过量子加密通道传回飞船，作为导航系统的修正依据。
赵海平在内部会议上说：
“这套系统，能让飞船在几千万公里的航程中，误差不超过一百公里。”
“一百公里，听起来很大，但在宇宙尺度上，相当于在地球上瞄准一枚硬币。”
但还是不够，这个系统，会在后面的研究中，逐渐加强，优化。
让误差更小。
——
防护系统的总工程师叫陈默。
名字叫默，人很沉默。
开会的时候，他可以一整天不说话。
但只要开口，说的都是关键问题。
他的任务是：让飞船和人在宇宙中活下来。
辐射防护：
宇宙中最危险的，不是真空，是辐射。
太阳风暴，银河宇宙射线，甚至飞船自己的核聚变反应堆，都在产生辐射。
长期暴露，轻则增加癌症风险，重则当场死亡。
陈默的方案是：十二层防护。
第一层：主动电磁场。
在飞船周围生成一个强磁场，偏转带电粒子。
这层防护不需要厚度，只需要能量。
第二层到第十一层：十层复合材料。
活钢-碳晶基体，中间夹着高含氢材料。
氢原子能有效吸收中子辐射和中高能粒子。
第十二层：内层装甲。
钛合金板，厚五毫米。
这是最后一道防线，挡住那些穿透前面十一层的漏网之鱼。
十二层加起来，总厚度只有三十厘米。
但在模拟测试中，可以把辐射剂量降到蓝星上水平的三分之一。
当然，这并没有计算飞船的外壳防护层，那可不是区区30多厘米能解决的。
微陨石防护：
宇宙中到处都是微陨石，速度高达每秒几十公里。
一粒沙大小的陨石，就能击穿普通金属板。
陈默的方案是：双层铠甲加自动修复。
外层是牺牲层，厚度五毫米，专门用来挨打。
被击穿后，问题不大，还有内层顶着。
内层是活钢材料，具有自修复功能。
被击穿后，材料会自动生长，填补缺口。
修复速度取决于损伤大小，小的几分钟，大的几天。
效果其实并不好，但只要有人为干预，还是很可以的。
两层之间，是传感器网络。
每秒扫描飞船表面一次，发现撞击立即定位，判断损伤程度。需要修复的，启动修复程序。不需要修复的，记录在案，供后续分析。
温度防护：
飞船在太空中，向阳面温度高达一百多度，背阳面低至零下一百多度。
没有防护，金属都会热胀冷缩到变形。
陈默的方案是：主动热控系统。
飞船表面覆盖着一种特殊材料，可以调节红外发射率。
需要散热时，发射率调高。
需要保温时，发射率调低。
内部还有一套流体循环系统，把热量从热的地方带到冷的地方，实现全船温度均衡。
陈默在方案里只写了一句话：
“这套系统，能让飞船内部的温度，始终保持在20到25度之间。”
“不管外面是多少度。”
——
生活系统的总工程师叫温静。
她是几个总工里唯一的女性，也是唯一一个把“舒服”当成技术指标的人。
“飞船不是实验室，是人的家。”
她经常这么说：“人舒服了，才能好好工作。”
她的方案，让很多工程师觉得浪费空间。
但最后，杨牧还是拍板：按她的做。
居住舱：
数千名船员，不可能每人一个单间。
但也不能像旧时代潜艇那样，几十人挤在一个舱里。
温静的设计是：四人一个舱室。
每个舱室十二平方米，四张床，四个储物柜，一张桌子，一个卫生间。
床可以折叠，桌子可以升降，储物柜嵌在墙里。
空间不大，但够用。
而且每个舱室都有窗户，不是真正的窗户，是高清显示屏，实时显示飞船外部的摄像头画面。
想看星空就看星空，想看蓝星就看蓝星。
餐饮区：
三个餐厅，每个都可以容纳两千人同时就餐。
不是吃营养膏那种就餐，是真的吃饭。
正餐，想吃什么都有，当然，前提是有储备，能生产。
还有咖啡，茶，果汁，用回收水做的，但经过处理，和蓝星上的没什么区别。
娱乐区：
健身房、图书馆、全息影院、游戏室。
不是摆设，是真的要用的。
几个月的航程，没有娱乐，人会疯。
温静特别设计了一个观景舱，位于飞船最前端，有一个巨大的弧形玻璃窗，不是真正的玻璃，是透明装甲，强度足够抵御微陨石。
船员可以站在那里，看着星空，看着蓝星越来越远，看着火星越来越近。
医疗区：
一个小型医院，有手术室，病房，药房，康复室，等等。
医生是远程的。
蓝星上的专家通过全息影像参与会诊。
但手术机器人是实体的，可以执行精细操作。
药房里储备了各种常见病，意外伤的药品和器材。
还有三台自动医生，船员自己操作，可以完成常规检查和简单治疗。
心理支持系统：
这是温静最得意的设计。
飞船上有一个人造生态空间，里面是森林，海滩，草原，花海，等等。
虽然很小，只有不到2000平米。
船员可以在里面散步，跑步，发呆，假装自己还在蓝星上。
还有一个宠物舱，猫，狗，鸟，等等。
船员可以摸它们，和它们说话，玩耍。
温静在方案审查会上说：
“这些东西，看起来浪费空间。”
“但它们能让船员保持良好的心理状态。”
“状态好，工作效率高，不容易出错。”
“不出错，就是对飞船最大的保护。”
审查会沉默了三秒。
然后杨牧说：
“通过。”
——
工作系统也非常重要。
飞船上有三十七个实验室，分布在不同的舱段。
生物实验室、地质实验室、物理实验室、化学实验室……几乎涵盖了所有学科。
设备都是模块化的，可以根据任务需要更换。
第一次去火星，重点是地质和大气研究。
第二次去，可能就是生物和土壤研究。
采矿设备：
目标是火星和小行星带。
飞船上配备了三套采矿系统：一套钻探、一套破碎、一套提炼。
钻探系统可以钻到地下五十米，采集岩芯样本。
破碎系统可以把大块矿石粉碎成小颗粒。
提炼系统可以分离出有用的矿物和金属。
提炼出来的东西，一部分带回蓝星，一部分就地利用，比如用火星土壤制砖，盖房子。
维修设备：
飞船要飞几个月，不可能不出故障。
维修设备包括：1000台多功能机器人，100套3d打印机,15套小型多功能冶炼炉。
机器人可以执行舱外维修任务，不需要人出舱。
3d打印机可以打印备件，缺什么打什么。
冶炼炉可以熔化废旧金属，重新铸造成需要的形状。
“这套系统，可以让飞船在远离蓝星的情况下，自己修自己。”
“理论上，无限期运行。”
然后，就是仓储系统：
它的任务很简单，就是把足够几千人用五年的物资，塞进飞船里。
五年，不是随便说的。
去火星，往返加停留，半年就够了。
但万一出事呢？万一推进系统故障，回不来呢？万一错过发射窗口，要多等两年呢？
所以，必须备够五年的量。
物资清单：
经过反复计算，物资需求如下：
食物：两千七百吨
水：一万八千吨（循环系统可以减少到三百吨补充量）
氧气：三千吨（循环系统可以减少到一百吨补充量）
备件：五百吨
药品：五十吨
科研设备：两百吨
采矿设备：三百吨
维修设备：一百吨
个人物品：五百吨
其他：三百吨
总重量：约两万五千吨。
但飞船的总载荷只有十万吨。
留给物资的储备的地方，不到两万吨。
怎么办？
最终只能消减一些东西。
总算是凑合过去。
最后，就是仓储系统。
仓库分布在飞船各个舱段，每个仓库都有独立的温湿度控制、防火系统、防盗系统。
物资按优先级存放：常用的放近处，不常用的放远处。
紧急情况下需要用的，放在最容易拿到的地方。
每件物资都有电子标签，系统可以实时追踪位置和数量。
取用的时候，只需要说出名字，系统就会引导你过去。
冗余储备：
所有关键物资，都有至少两份备份。
一份在主仓库，一份在应急仓库。应急仓库位于飞船最深处，有独立的生命维持系统和能源系统。
万一主飞船出事，人可以躲进应急仓库，等待救援。
“这套系统，可以保证数千人在火星上活五年。”
“五年，足够蓝星派救援飞船来了。”
最终的冗余系统，是最后的防线
因为这个系统的任务只有一个：在所有其他系统都失效的情况下，保住人的命。
三重冗余：
所有关键系统，都有至少三套备份。
推进系统：四套独立反应腔，任何一套都能独立推动飞船。
能源系统：十二座反应堆，任何四座都能维持基本运行。
生命维持：三个独立循环系统，任何一个都能支撑五百人生存。
导航系统：三种独立定位方式，任何两种都能保持精度。
通讯系统：三条独立链路，任何一条都能保持最低限度联系。
四层隔离：
飞船被分成四个独立的隔离区。
每个隔离区都有自己的生命维持、能源、通信、医疗设备。
万一某个区被污染、失火、减压，可以立即封闭，人员转移到其他区。
五级应急：
应急预案分为五级。
一级：小故障，可以边飞边修。
二级：中等故障，需要减速或停飞处理。
三级：严重故障，需要放弃部分任务。
四级：致命故障，需要弃船逃生。
五级：无法逃生，启动“方舟”程序。
方舟程序是最后的手段。
飞船最深处有一个独立舱室，被称为“方舟”。
里面有足够五十人生存五年的物资和能源。
当飞船无法挽救时，船员可以躲进方舟，切断与主飞船的所有连接，进入休眠状态，等待救援。
方舟的位置是绝密。
只有飞船高层和杨牧知道。
——
如此完美的系统，细节到令人发指，起码需要三五年的时间。
这不是人多就能解决的。
很多麻烦，需要一个一个的去研究，去攻克。
哪怕所有系统建完后，还要进入调试与测试阶段。
这一阶段，最少也需要两年。
每个系统独立运行，检查有没有设计缺陷，制造缺陷，安装缺陷。
不能想，一想就头疼，不是一般人能想象的。
复杂到恐怖。