“我有一个大胆的想法，但是，目前尚不知道这会让飞船增重多少。”
“环状旋转舱制造人工重力。”
在“载人登陆火星预研小组"，王瑞祥提出了一个火星飞船上的分舱设计。
“容纳两到四名航天员在里面，环状旋转舱以一定的速度旋转，产生类似于火星地表的重力加速度，嗯，或者比火星地表大一点点，比如1.1倍火星地表的重力。这样的人工重力可以让航天员适应火星
地表的重力环境，让登陆飞船着陆之后，航天员可以尽快出舱行走。
王德臣：“从地球到火星航行时间要一年，航天员在这样的环状小管子里生活会不会有问题？
王瑞祥：“不，平时航天员在远征飞船的主舱里生活，现在我们设想的主舱大致等于天宫3上的和平舱+发展舱，那就按这个好了，而人工重力环在这里一”
王瑞祥继续展示他的设计，是在铅笔状的火星远征飞船外面套着的一个环：
“在远征飞船航行的大部分时间里，航天员生活在主起居舱；即将抵达火星的时候，比如说，提前7天吧，预定要登陆火星的航天员从主起居舱进到人工重力环，此前固定不动的人工重力环就旋转起
来。航天员在里面适应7天，这样再由登陆飞船下去，在火星上着陆的时候，他一落地就能自己走路了。
王德臣：“如果是这样，那就没有必要做成一个环装结构体，太重了。就两个对称的与远征飞船用长杆连接的闷罐子就行，钱总”
钱学森走进这个研究室，“二王在研究室的小黑板兴致勃勃地讨论问题，见王德臣发现了自己，钱学森说道：“没事，我就路过路看看，你们继续讨论。”
王德臣是北航59届毕业的硕士，钱学森熟悉。那时候北航一年才毕业十多个硕士，59年是他去北航给这十几个人发硕士学位证书的。毕业后王德臣先是到弹道导弹项目组，液体洲际导弹不再研
发新型号后转到运载火箭和航天器设计。
王瑞祥可就年轻了，共和国同龄人，今年28岁。
航天局现在的骨干力量是王德臣这样的40出头的航天专家，三十多岁的、二十多岁的梯队也在跃跃欲试。
像钱学森、梁思礼这个年龄段的，现在已经不冲在第一线了，只在顶层进行项目总体的把控。
比如现在钱学森做的事情是计算载人登陆火星项目需要向火星发射的物质总质量。
这是关系到这个项目总预算的大事情，关系到为了登陆火星中美苏三国是要当裤子还是连皮带一起当掉，不是，开玩笑的，载人登陆火星项目肯定是在不影响国民经济发展和社会福利的前提下进行
的，对项目每年投入的资金有个控制上限。
把10吨的物体加速到第二宇宙速度，飞往火星，现在来看需要使用一枚700吨的运载火箭 你就说贵不贵吧。
这样发射出去的物体抵达火星还只能duang地给火星来下，砸个大坑。如果想让这个物体成为环绕火星的卫星，那还要装个火箭发动机在飞临火星的时候进行减速，说是10吨的物体，实际有效载
荷就只剩6吨了。
如果不是成为火卫而是在火星上软着陆，有效载荷比更低。
如果不但要在火星上软着陆，还要再从火星上飞起来，有效载荷还要再打5折。
因此，十几年前国家航天局就仔细探讨过在火星地表就地取材“合成燃料的方案。
当时已知的是火星有稀薄的大气，主要成分是二氧化碳，着陆器不管是核反应堆还是太阳能板，总之默认有充足的能源，那么剩下的问题就是把二氧化碳还原成氧，这就等于75%的返回所需的推进
剂可以在火星就地取材。
1972年，由于中国也朝火星发射了枚探测器，加上美国把他们火星探测的资料共享了，国家航天局提出了一个更具想象力的方案：
在火星的南极或北极着陆。
新的探测情报证明火星两极的白帽子是15%水冰+85%干冰的混合物，有水、有二氧化碳，何不直接在火星上合成甲烷和液氧？
这样登陆火星的飞船连煤油都不用带了。
“在火星极地着陆？反推火箭会让地表一塌糊涂的。”
CNSA和NASA的专家连线。美方的专家希尔克斯提出了一一个问题：火星极地有干冰、有水，确实可以就地取材，但根据现在观测的数据，火星极地可能是一层几米到十几米的二氧化碳“雪”，再下面
是一个冰层。载人飞船没法在雪窝里着陆。
王永志：“我们在火星极地冰盖的边缘着陆。”
希尔克斯：“怎么定位？”
王永志：“我们有20年时间用各种绕火探测器选择着陆场。定能找到一个理想地。点的。
希尔克斯：“在冰盖边缘；地面是坚硬的火星岩或砂砾；附近不远处就有冰层；这就要对火星车的航程有要求了。
王永志：“如果冰层离着陆点1公里，就考虑取冰的火星车能够有1公里往返的能量，2公里就2公里往返。苏联方面表示火星矿车交给他们研制。”
“我看交给澳大利亚研制最好。“希尔克斯嘀咕了一句。
澳大利亚最近推向市场的用于露天铁矿的370吨巨型卡车很火。
王永志：“火星矿车不需要载重370吨，1吨可能都多了，我看次装载一两百公斤的冰就够。”
火星矿车、远征飞船这些东西在1977年还有点遥远，因此都还只是在图纸上讨论。现在CNSA特别迫切需要研制的是低成本运载入轨工具。
换句话说，就是可重复使用或者部分可重复使用的运载火箭。
现在美国的运载入轨工具当然是可重复使用的航天飞机。
虽然航天飞机的运行费用贼贵贼贵，但你就说它是不是重复使用的吧。
美国计划建造4架航天飞机，轮番使用，搭建国际空间站，以及如果火星远征飞船是采用近地轨道组装方式，航天飞机也能帮得上忙。
中国现在的运载工具就是长征系列。直径3.4米的长征4/长4捆，发射小型卫星的长征5，直径6.66米的长征6，以及准备替代长征5的新代轻型火箭长征7，这些都是一次性使用的火箭。
虽然一次性使用的长征6其实送载荷入轨的费用不比航天飞机高多少，但中国还想做得再便宜一点。
“太空电梯行不行？”
提这个想法的是燕山勤，航天材料研究室的。
钱学森：“你们把绳子搞出来了？”
燕山勤：“我们在实验室里搞出了种纳米结构上的碳纤维材料，从理论上计算，它的抗拉强度极高，可以从地球同步轨道垂到地表。”
钱学森：“碳纳米管纤维？！”
燕山勤：“啊对对对，就是这个结构！碳纳米管！”
钱学森来到材料研究室，在研究室的高分辨透射电子显微镜屏幕前仔细端详。
勾。
燕山勤是在几个月前，用电弧法生产碳纤维的时候发现了种独特的碳纤维结构。它是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳碳o键结合起来，形成由六边形的蜂窝状结
这种蜂 窝结构在卷成一个管状，这样的管子很长、很很很长。燕山勤在实验室里生成的碳纳米管，直径是十几个碳原子那么大，长度则从微观尺度跳到了宏观尺度，有十几个微米，这可不就是宏观
尺度了么。燕山勤甚至推断在实验室生成的碳纳米管最长的有三百微米，也就是0.3毫米。
如果量产这样的碳纳米管，搓成绳子，那将会是人类从未见过的超高强度的绳子，根头发丝那么粗的碳纳米管纤维绳就能提起一辆小轿车。
钱学森：“小燕子，你们这是给了我一一个惊喜啊。
的确是惊喜，钱学森真心的。他、李强、蒋筑英从公文包里知道碳纳米管，但因为这在公文包的位面中是90年代才出现的新材料，因此就暂时决定先不向科研部门“启发"，等过几年，前置技术基础
到位了再说。
没想到的是燕山勤1977年就在实验室里生成了碳纳米管纤维。
仔细阅读燕山勤的实验室报告，钱学森明白了：这种材料的实验室制备，其实前置基础只需要一台高分辨透射电子显微镜而已，其他的没了。哦，还有一一个必需条件，就是"撞大运”。
(当然，在撞大运之外还需要一点科学直觉)
接下来几天，航天材料研究室对碳纳米管的前景极度看好，以至于钱学森不得不出面把他们的脑洞给补上一部分。
钱学森分析了他们所设想的太空电梯的结构，告诉他们，碳纳米管只是"理论上”可以做成根长3.6万公里 的绳子，而且绳子起端可以承受这根3.6万公里的绳子自身的重量。但是，那么长的绳子肯定
得在工广大规模生产，工业化流水线生产就有个杂质容忍率”，大规模生产的碳纳米管绳强度就会比理论强度低。
除此之外，这根绳子下垂到进入大气层的时候就会有一个问题：大气层的风对它的扰动，高空的风速可是很高的，为了不让风把绳子吹歪，就得在地面站把这根绳子固定起来，这样风压对绳子起始
段会产生额外的拉力 这种拉力会相当大。
但如果放下"制造太空电梯"的情结，放宽这种碳纳米管纤维的用途，就会发现即使做不成太空电梯，它在许多工业领域都有广泛的应用。
“这个燕山勤独立在实验室合成了碳纳米管纤维，没有任何方向性的提示，也没给他启发。这小伙子很厉害。”
钱学森在中南海和李强说起了这件事。
李强：“这算是个诺奖级的发现吗？
钱学森：“这属于跨进了那个重量级的门槛，发一个奖不会有人说“太水了”，不发好像也不会全世界都为他喊冤。如果碳纳米纤维能够很快步入实用化，就会对获奖有助力，诺贝尔委员会总的来说还
是比较喜欢看得见摸得着的物理发现，那些虚的、理论的发现，大多是科学家熬到七老八十了才给发一个。
李强：“那就再等等了，不过我们本来要的也是能够实用化推向市场的碳纳米管。”
钱学森：“燕山勤才29岁，他随便等。对了，老李，你的诺奖是不是差不多了？
李强：“"啊这”
钱学森：“威廉希尔七月份的赔率表里面，你和杰克基尔比的集成电路二人组已经排在第一位啦。”
