第31章 二选一的优待
重生2011，我是航天总师 作者:佚名
第31章 二选一的优待
“动力先行。”
宋星野刚起个头，梁总便双手抱胸，摆出一副『没得商量』的架势：
“对动力系统而言，每一克燃料都是保命符。火星的霍曼转移窗口只有短短二十几天，发射延迟、入轨偏差、中途修正……哪一项不需要燃料兜底？你想削减燃料，那就是要设计师的命，免谈！”
“哎……先听我说……”
宋星野一本正经道：
“我知道你们动力系统的那点小猫腻，不就是为了保证在窗口期內，每一天都有机会发射，所以按照『最差工况』加注的燃料嘛。”
“但在我看来，这是一种典型的『懒惰裕度』，用过量的燃料来掩饰计算和规划上的不確定性，我认为不妥。”
梁总眉头一挑，眼神锐利起来，“哦？那你有什么高见？”
“我认为，可以参考一下nasa的任务经验。在传统的轨道设计中，所有修正机动设计，都是为了把探测器拉回一条预定的『標准轨道』。这意味著一旦发射或入轨有偏差，就得消耗大量燃料去纠错，对吧？”
“没错。”
“但我觉得，如果出现偏差，不去纠错回到原本的標准轨道，而是用计算机以当前状態为起点，重新计算一条前往火星的最优路径，可以抵消燃料的消耗。”
梁总断然摇头：“风险太大。万一星上算错了怎么办？那是几亿公里的深空，没机会给你重来。”
“那就把发射窗口从26天压缩到14天，剔除掉能量需求最高的几个极端窗口。”
宋星野篤定的说：“用算力换燃料，用精度换重量。梁总，这笔帐划算！”
梁总沉默了半晌。
他试图找出反驳点，但逻辑闭环严丝合缝。
最终，老人家哼了一声，挥挥手：“算你小子及格。动力系统，我给你砍10公斤，多一克都没有！”
宋星野笑了笑，这应该说服成功了吧？
首战告捷。
接著，他矛头直指雷工。
雷工使劲摇头：“別打我主意啊，质量就是刚度、刚度就是生存，火箭起飞时的过载是6个g，隨机振动和噪声都能把探测器震散架，所以结构重量不能减。”
不过宋星野压根没买帐，继续道：
“雷工，硬抗確实不行，但咱们可以『巧劲』化解。”
“我知道结构系统的標准都是留有后门的，如果我们能提供高置信度的破坏性试验数据，证明结构强度溢出，那標准是不是可以降一降？”
“还有，电子设备板和仪器舱甲板，为什么非要用铝合金蜂窝板？全换成碳纤维，重量能减一半……”
雷工瞪了瞪眼睛：“胡闹！碳纤维导热性那么差，几百瓦的电子设备热量散不出去，你是想在太空里烤地瓜吗？”
宋星野不慌不忙，“国外有一种高导热的石墨膜，导热率是铝合金的四倍，就是价格贵了一点……但我觉得可以一试，否则大家都不愿让步，探测器还如何发射？”
雷工低头琢磨了几秒，紧绷的脸色终於缓和下来，“行了，算你过关。我给你削减15公斤，一克也不能多了。”
连下两城。
宋星野脚步不停，又走到林工这里：“林工，为了大局考虑，剪掉几根线唄？”
林工不为所动：“冗余是航天的灵魂，探测器的每一路信號都得双备份的，你让我怎么剪？”
宋星野翻了翻手上的册子说：
“我认为，有些非关键数据，比如温度传感器、应变片之类的，就没必要双备份了，还有遍布探测器的300多个健康监测传感器，这得浪费多少根电缆啊？”
“我大胆建议，把这些换成led光通讯或者短距射频，来进行数据的传输。想实现这种工艺，我认为並不难，一些民间大神甚至能手搓出来。”
宋星野目光灼灼，
“只要替换成功，就能省去大量的铜和接插件，电缆系统瘦身一、二十公斤没问题吧？”
林工深深看了他一眼，笑道：“行吧，话都说这个份上了，我再反对就是故意刁难了。卖你个人情，我给你削减20公斤重量，行吧？”
“感谢雷工！”
宋星野咧嘴一笑，最后站在陈工面前，“就剩5公斤的超重了，载荷系统应该不难吧？挤挤就出来了。”
陈工振振有词的说：“挤？你当这是挤牙膏呢？火星探测器的每一个载荷，都是经过数年甚至十年论证的，匯聚了多少科学家的心血，你以为是带去火星扔铅球的嘛？”
宋星野翻了翻册子，深以为然的点头，“確实，高分相机、光谱仪、气象仪、表层雷达这些，都挺重要。”
“对嘛。你说削减哪个？辛苦研究了一辈子的成果，就因为你一句话给否掉，信不信那些教授明天就提著刀来找你拼命？”
“雷达。”
宋星野一针见血的说：“表层雷达的双极化探测，要用两套天线，我觉得可以降级为单极化。在保留一套天线的同时，把雷达的数据处理单元砍掉，挪到探测器的主计算机来做。”
“小子，你知道这会导致什么后果不？”
“当然知道，以后雷达开机时，主计算机的负荷就会拉满，无法进行高码率通信或复杂的任务，所以只能『错峰工作』。”
宋星野耸耸肩：“但我觉得，每天只需要占用主计算机两小时就够了，只要多飞几圈，数据总能补回来的！用时间换空间，这5公斤不就省出来了吗？”
陈工盯著宋星野看了许久，忽然笑了，“不错，倒是很会灵活变通，这5公斤的超重，我给你了。”
一圈下来，宋星野合上手中的文件，將其轻放在桌面上。
“我这应该算是过关了吧？”
梁总笑眯眯的开口：“不仅是及格，甚至远超想像，完全不像是你这个年龄段的博士，该有的知识水准，以前做过火星探测器方面的课题？”
宋星野没想到能有这么高的评价，自己只是根据前世接触过的案例，总结出来的经验罢了。
他闻言摇了摇头，“没做过相关课题……也就是平时杂书看得多点，瞎琢磨的，各位老师不觉得我是在班门弄斧就行……”
“呵呵，要是每个学生都能像你一样卖弄，那我们这把老骨头早就该退休享清福囉！”
雷工、林工和陈工都笑起来。
“东国航天后继有人啊。”梁总感嘆了一句，隨即收起笑容，正色道：
“鑑於你表现不错，送你一个特別奖励。接下来的两道题，你不需要全做，看完题目后，任选一道你觉得擅长的作答即可。”
宋星野有点受宠若惊：“还有这好事？”
“当然，这是对强者的优待。”梁总指了指剩下的两本文件，“看看吧，想选哪个？”
於是宋星野走回座位，翻开了剩余两本册子。
第一本册子的標题是《算盘时代的应急响应：手工弹道重构与拦截算法》。
题目的背景是全球遭遇全频段电磁脉衝攻击后，出现的一种极端作战环境，硅基计算能力完全归零，所有依赖相控阵雷达、高性能计算机群和自动化轨道预知的软体，瞬间瘫痪。
在这种『黑天鹅事件』中，轨道力学的分析，將回溯至18世纪和19世纪由高斯、拉普拉斯和吉布斯奠定的基础方法。
题干中提到一枚失控的侦察卫星正在经歷不受控的轨道衰减，要求纯手工计算推导出卫星的衰减轨跡，並解算出唯一的动能拦截窗口。
宋星野心中一凛，这题目一看就是考察脱离计算机辅助后的数学本能的。
现代轨道力学，主要依赖於数值积分，对电脑算力要求很高；而回归到19世纪，那就是纯靠人脑算力了，所以要回归到解析几何。
那公式可就是题海战术了。
太费脑细胞了！
他摇摇头，目光移向第二本。
这本的標题倒是有点意思，灵感应该源自於那部《火星救援》的好莱坞电影——
《火星表面极端环境下，基於废弃太空飞行器残骸的应急维生系统构建：电子垃圾制氧！》
题目背景是针对火星表面，突发氧气发生器故障这一极端生存危机，需要根据已有的航天残骸，包括太阳能板、故障漫游车以及若干导线等，进行制氧。
宋星野拍了拍脑门，想回忆一下，《火星救援》那个倒霉主角是怎么制氧的来著？
正琢磨著，对面的梁总敲了敲桌子，打断了他的思绪：
“两道题都审完了吧？难度半斤八两，一个考理论极限，一个考工程急智，想好选哪道了吗？”
第31章 二选一的优待
“动力先行。”
宋星野刚起个头，梁总便双手抱胸，摆出一副『没得商量』的架势：
“对动力系统而言，每一克燃料都是保命符。火星的霍曼转移窗口只有短短二十几天，发射延迟、入轨偏差、中途修正……哪一项不需要燃料兜底？你想削减燃料，那就是要设计师的命，免谈！”
“哎……先听我说……”
宋星野一本正经道：
“我知道你们动力系统的那点小猫腻，不就是为了保证在窗口期內，每一天都有机会发射，所以按照『最差工况』加注的燃料嘛。”
“但在我看来，这是一种典型的『懒惰裕度』，用过量的燃料来掩饰计算和规划上的不確定性，我认为不妥。”
梁总眉头一挑，眼神锐利起来，“哦？那你有什么高见？”
“我认为，可以参考一下nasa的任务经验。在传统的轨道设计中，所有修正机动设计，都是为了把探测器拉回一条预定的『標准轨道』。这意味著一旦发射或入轨有偏差，就得消耗大量燃料去纠错，对吧？”
“没错。”
“但我觉得，如果出现偏差，不去纠错回到原本的標准轨道，而是用计算机以当前状態为起点，重新计算一条前往火星的最优路径，可以抵消燃料的消耗。”
梁总断然摇头：“风险太大。万一星上算错了怎么办？那是几亿公里的深空，没机会给你重来。”
“那就把发射窗口从26天压缩到14天，剔除掉能量需求最高的几个极端窗口。”
宋星野篤定的说：“用算力换燃料，用精度换重量。梁总，这笔帐划算！”
梁总沉默了半晌。
他试图找出反驳点，但逻辑闭环严丝合缝。
最终，老人家哼了一声，挥挥手：“算你小子及格。动力系统，我给你砍10公斤，多一克都没有！”
宋星野笑了笑，这应该说服成功了吧？
首战告捷。
接著，他矛头直指雷工。
雷工使劲摇头：“別打我主意啊，质量就是刚度、刚度就是生存，火箭起飞时的过载是6个g，隨机振动和噪声都能把探测器震散架，所以结构重量不能减。”
不过宋星野压根没买帐，继续道：
“雷工，硬抗確实不行，但咱们可以『巧劲』化解。”
“我知道结构系统的標准都是留有后门的，如果我们能提供高置信度的破坏性试验数据，证明结构强度溢出，那標准是不是可以降一降？”
“还有，电子设备板和仪器舱甲板，为什么非要用铝合金蜂窝板？全换成碳纤维，重量能减一半……”
雷工瞪了瞪眼睛：“胡闹！碳纤维导热性那么差，几百瓦的电子设备热量散不出去，你是想在太空里烤地瓜吗？”
宋星野不慌不忙，“国外有一种高导热的石墨膜，导热率是铝合金的四倍，就是价格贵了一点……但我觉得可以一试，否则大家都不愿让步，探测器还如何发射？”
雷工低头琢磨了几秒，紧绷的脸色终於缓和下来，“行了，算你过关。我给你削减15公斤，一克也不能多了。”
连下两城。
宋星野脚步不停，又走到林工这里：“林工，为了大局考虑，剪掉几根线唄？”
林工不为所动：“冗余是航天的灵魂，探测器的每一路信號都得双备份的，你让我怎么剪？”
宋星野翻了翻手上的册子说：
“我认为，有些非关键数据，比如温度传感器、应变片之类的，就没必要双备份了，还有遍布探测器的300多个健康监测传感器，这得浪费多少根电缆啊？”
“我大胆建议，把这些换成led光通讯或者短距射频，来进行数据的传输。想实现这种工艺，我认为並不难，一些民间大神甚至能手搓出来。”
宋星野目光灼灼，
“只要替换成功，就能省去大量的铜和接插件，电缆系统瘦身一、二十公斤没问题吧？”
林工深深看了他一眼，笑道：“行吧，话都说这个份上了，我再反对就是故意刁难了。卖你个人情，我给你削减20公斤重量，行吧？”
“感谢雷工！”
宋星野咧嘴一笑，最后站在陈工面前，“就剩5公斤的超重了，载荷系统应该不难吧？挤挤就出来了。”
陈工振振有词的说：“挤？你当这是挤牙膏呢？火星探测器的每一个载荷，都是经过数年甚至十年论证的，匯聚了多少科学家的心血，你以为是带去火星扔铅球的嘛？”
宋星野翻了翻册子，深以为然的点头，“確实，高分相机、光谱仪、气象仪、表层雷达这些，都挺重要。”
“对嘛。你说削减哪个？辛苦研究了一辈子的成果，就因为你一句话给否掉，信不信那些教授明天就提著刀来找你拼命？”
“雷达。”
宋星野一针见血的说：“表层雷达的双极化探测，要用两套天线，我觉得可以降级为单极化。在保留一套天线的同时，把雷达的数据处理单元砍掉，挪到探测器的主计算机来做。”
“小子，你知道这会导致什么后果不？”
“当然知道，以后雷达开机时，主计算机的负荷就会拉满，无法进行高码率通信或复杂的任务，所以只能『错峰工作』。”
宋星野耸耸肩：“但我觉得，每天只需要占用主计算机两小时就够了，只要多飞几圈，数据总能补回来的！用时间换空间，这5公斤不就省出来了吗？”
陈工盯著宋星野看了许久，忽然笑了，“不错，倒是很会灵活变通，这5公斤的超重，我给你了。”
一圈下来，宋星野合上手中的文件，將其轻放在桌面上。
“我这应该算是过关了吧？”
梁总笑眯眯的开口：“不仅是及格，甚至远超想像，完全不像是你这个年龄段的博士，该有的知识水准，以前做过火星探测器方面的课题？”
宋星野没想到能有这么高的评价，自己只是根据前世接触过的案例，总结出来的经验罢了。
他闻言摇了摇头，“没做过相关课题……也就是平时杂书看得多点，瞎琢磨的，各位老师不觉得我是在班门弄斧就行……”
“呵呵，要是每个学生都能像你一样卖弄，那我们这把老骨头早就该退休享清福囉！”
雷工、林工和陈工都笑起来。
“东国航天后继有人啊。”梁总感嘆了一句，隨即收起笑容，正色道：
“鑑於你表现不错，送你一个特別奖励。接下来的两道题，你不需要全做，看完题目后，任选一道你觉得擅长的作答即可。”
宋星野有点受宠若惊：“还有这好事？”
“当然，这是对强者的优待。”梁总指了指剩下的两本文件，“看看吧，想选哪个？”
於是宋星野走回座位，翻开了剩余两本册子。
第一本册子的標题是《算盘时代的应急响应：手工弹道重构与拦截算法》。
题目的背景是全球遭遇全频段电磁脉衝攻击后，出现的一种极端作战环境，硅基计算能力完全归零，所有依赖相控阵雷达、高性能计算机群和自动化轨道预知的软体，瞬间瘫痪。
在这种『黑天鹅事件』中，轨道力学的分析，將回溯至18世纪和19世纪由高斯、拉普拉斯和吉布斯奠定的基础方法。
题干中提到一枚失控的侦察卫星正在经歷不受控的轨道衰减，要求纯手工计算推导出卫星的衰减轨跡，並解算出唯一的动能拦截窗口。
宋星野心中一凛，这题目一看就是考察脱离计算机辅助后的数学本能的。
现代轨道力学，主要依赖於数值积分，对电脑算力要求很高；而回归到19世纪，那就是纯靠人脑算力了，所以要回归到解析几何。
那公式可就是题海战术了。
太费脑细胞了！
他摇摇头，目光移向第二本。
这本的標题倒是有点意思，灵感应该源自於那部《火星救援》的好莱坞电影——
《火星表面极端环境下，基於废弃太空飞行器残骸的应急维生系统构建：电子垃圾制氧！》
题目背景是针对火星表面，突发氧气发生器故障这一极端生存危机，需要根据已有的航天残骸，包括太阳能板、故障漫游车以及若干导线等，进行制氧。
宋星野拍了拍脑门，想回忆一下，《火星救援》那个倒霉主角是怎么制氧的来著？
正琢磨著，对面的梁总敲了敲桌子，打断了他的思绪：
“两道题都审完了吧？难度半斤八两，一个考理论极限，一个考工程急智，想好选哪道了吗？”