美国私人公司又发明天顶星科技,发射卫星不用火箭,直接甩飞?
说到发射卫星,大家的脑海里可能马上会出现这样的画面:一枚火箭矗立在发射塔旁,随着0号指挥员“5、4、3、2、1,点火”的读秒口令,火箭底部窜出橘红色的火焰,然后带着载荷缓缓上升,直插云霄。可除了火箭之外,还有很多方式能够将卫星送入太空,比如电磁轨道、“巴黎大炮”、甚至是“投石机”。
比如这个“投石机”
没错,最近美国一家私人创业公司就尝试通过“旋转发射”的方式将卫星甩上天,其原理是先让卫星在一个真空密封的圆形结构里高速旋转,然后利用离心力将它甩向太空,简而言之你也可以将它理解为“投石机”。
原理真不复杂
但是做起来就难了
而在11月10日,这家公司宣布他们于10月22日在新墨西哥州的太空港成功进行了测试。当时,他们利用亚轨道加速器原型机成功发射了一枚无动力的抛射体,据说飞行高度达到了数万英尺,这让很多人非常兴奋,以为美国又发明了“天顶星科技”。
正在发射的无动力抛射体
内部情况
但是,以1万英尺约等于3048米来计算,这个数万英尺无论是多少“数”,均远远没有突破100千米的卡门线,达到亚轨道高度,所以这只是一次“浅尝则止”的原理样机测试。
这是一个原理样机
实际上,这家位于美国加州长滩的私营航天公司早在2019年6月就曾宣布,他们拿到了美国国防部的一份“发射初样合同”,计划在2020年初就进行首批试验飞行,并与2022年启动商业发射业务。但从目前的情况来看,显然已经是延期了,看来这个“投石机”并非想象中那样简单。
2019年就有这个消息了
首先,地面上的离心机,高速旋转时速要达到8000公里,才能释放载荷。按照目前已建成的直径50米、周长157米、重1000吨的钢制真空室来计算,1秒钟要旋转14圈多,也就是近6.5马赫,这样的速度对工程方面的要求,难度可想而知。
这个原理样机还是挺大的,但不够大
其次,离心机转动时,需要发射的载荷要承受的加速度是10000G,别说是安装有大量精密电子设备的卫星,就是迫击炮弹估计都受不了,甚至连实心的大铁疙瘩都能给你搓圆了,以目前人类的科技水平,肯定还做不出这么结实的卫星。
以人类目前的科技,做不出这样的卫星
不仅如此,用“投石机”最多也只能将卫星载荷发射到60公里的高度,而距离地球最低的近地轨道也在一两百公里,所以需要火箭继续点火助力,一个既有卫星,又有火箭的载荷,尺寸和重量都小不了,至少比目前测试的“抛射体”要大很多。
这个只能发射到60公里的高度
据说这家美国私营航天公司的最终目标,是将200公斤重的物体甩入太空,但实话实说,以目前美国工业制造的能力,没有可能实现,可能还是要靠我们“基建狂魔”,也就是说这将是再一次的“美国人负责想,我们负责实现”的典型案例。
发射口特写
为什么这样说,因为要将200公斤重的物体甩入太空,以目前的思路和样机,搞不好离心旋转的速度要接近光速,这根本不具备工程可能性,因此我们必须换个思路,即将它放大,可是目前的样机是垂直的,太大太高了也不具备工程可能性,所以还是要换思路,建造一个水平的样机。
垂直的不行,得放平
其实已有类似的构思
具体来说,就是在四川、西藏地区找一个靠山的大平地,建设一个直径以千米计的蜗牛壳形轨道,或者两个反转的蜗牛壳形轨道,最后一段往山上引,依靠山势架高,以一定的角度倾斜滑跃。然而从蜗牛壳中间开始装载荷,电磁力加速,最后打上天,或者干脆别旋转了,直接建造一个高度差5000米的电磁弹射器,可能更靠谱。但这里面涉及的工程量,以美国现在“政治正确”、“绿色环保”横行的思想,是多少年都不可能实现的,只能看我们的了,据说我国也有类似的项目,到时候说不定能吓美国一跳。
大概是这样
想那么复杂,直接搞电磁轨道不香?



