就在近日有個(gè)有趣的航天發(fā)射試驗(yàn)進(jìn)入各位讀者朋友的視野美國(guó)初創(chuàng)公司SpinLaunch是一家致力于動(dòng)力空間發(fā)射系統(tǒng)的企業(yè)，它的大型“離心機(jī)”于不久前成功完成其第一次原型飛行，這是一個(gè)重要的里程碑，因?yàn)樗谂y(cè)試其全面的系統(tǒng)SpinLaun

就在近日有個(gè)有趣的航天發(fā)射試驗(yàn)進(jìn)入各位讀者朋友的視野

美國(guó)初創(chuàng)公司SpinLaunch是一家致力于動(dòng)力空間發(fā)射系統(tǒng)的企業(yè)，它的大型“離心機(jī)”于不久前成功完成其第一次原型飛行，這是一個(gè)重要的里程碑，因?yàn)樗谂y(cè)試其全面的系統(tǒng)

SpinLaunch公司希望通過使用一個(gè)大型真空密封室和一個(gè)高超音速系繩以足夠快的速度（高達(dá)每小時(shí)5000英里）旋轉(zhuǎn)航天器，逃離大氣層，從而進(jìn)入軌道

根據(jù)SpinLaunch的說法，由于小型電子設(shè)備和碳纖維等高強(qiáng)度材料的進(jìn)步，現(xiàn)在這樣的系統(tǒng)成為可能

原型飛行已于10月22日在位于新墨西哥州的美國(guó)太空港進(jìn)行

除了使用加速器以超音速發(fā)射測(cè)試航天器外，該加速器大約是計(jì)劃系統(tǒng)大小的三分之一（但仍比自由女神像大），這家初創(chuàng)公司還將航天器回收，以將其重新用于以后的測(cè)試

這意味著沒有傳統(tǒng)火箭也能進(jìn)行航天發(fā)射。這是對(duì)太空飛行的一種截然不同的思考方式，更類似于巨型軌道炮而不是傳統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)

這時(shí)是不是有很多朋友和本人一樣腦海中首先蹦出來的是這幾個(gè)字——“這也行！？”

緊接著連續(xù)不斷出現(xiàn)下面這樣的片段

走馬燈式的畫面不停閃過以后，“這不就是人類自從開啟航天以后一直夢(mèng)寐以求的發(fā)射方法嗎？”

本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木瘢俅畏@家公司的發(fā)展歷史及情況

SpinLaunch成立于2014年，創(chuàng)始人為喬納森·亞尼 (Jonathan Yaney)

和許多太空企業(yè)家一樣，亞尼一生都癡迷于宇宙。但直到2014年意外想起了冷戰(zhàn)時(shí)期的杰拉德．布爾(Gerald Bull)的“豎琴計(jì)劃”（Project Harp）——以超級(jí)大炮將物體射向太空軌道，即不用火箭也可以進(jìn)入太空

杰拉德．布爾，火炮科學(xué)家，加拿大人

上世紀(jì)60年代，布爾博士在加勒比海的巴巴多斯島建造了一門大炮，以試驗(yàn)?zāi)芊裼闷浒l(fā)射衛(wèi)星

這門大炮由美國(guó)海軍的兩門16英寸戰(zhàn)列艦主炮頭尾對(duì)焊制造而成的，長(zhǎng)達(dá)36米，而且為了增加射程還設(shè)計(jì)了專用的火箭助推增程彈丸

在實(shí)驗(yàn)中，大炮成功將一顆90公斤重的炮彈發(fā)射到180 千米高的太空，這項(xiàng)世界記錄至今沒有被打破。雖然該項(xiàng)目沒有后續(xù)，但大炮發(fā)射入軌的理論被驗(yàn)證是可行的

1990布爾正在為伊拉克研制超級(jí)巨炮，傳它能把衛(wèi)星或炮彈射入低層地球軌道

此后不久，布爾博士于1990年3月22日傍晚，在比利時(shí)首都布魯塞爾自己的住所門前遭槍擊身亡

于是亞尼設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)能發(fā)射系統(tǒng)，可以將子彈大小的物體旋轉(zhuǎn)到高超音速

2016年，完成了第一臺(tái)離心機(jī)，盡管直徑只有12米

2019年SpinLaunch完成了3500萬美元的B輪融資

航天發(fā)射成本一直是關(guān)注重點(diǎn)，而該公司的目標(biāo)是將未來進(jìn)行一次太空發(fā)射的成本控制在 50 萬美元以內(nèi)

迄今為止，SpinLaunch獲得了1.1億美元的投資，投資人包括谷歌（Google Ventures），歐洲空客（Airbus Ventures）、Kleiner Perkins等風(fēng)投公司

目前，SpinLaunch原型機(jī)已更新?lián)Q代，高度達(dá)到了50米

在10月22日的首次試射測(cè)試中，成功將實(shí)驗(yàn)體射彈推入高空。不過沒有對(duì)外公布確切的載荷重量與飛行高度，而SpinLaunch表示首次測(cè)試只運(yùn)用系統(tǒng)全功率的20%左右

視頻加載中...

在接下來6-8個(gè)月里，SpinLaunch計(jì)劃進(jìn)行約30次同類試射，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)彈射200公斤的物體進(jìn)入太空

該公司網(wǎng)站的介紹中包含自身產(chǎn)品的一些內(nèi)容（https://www.spinlaunch.com/）

好，那么問題來了！

令人好奇的是，如此誘人的航天發(fā)射技術(shù)為什么沒有被全球如此多的天文學(xué)家和航天工程師們想起呢？

既然做一個(gè)巨大的“彈弓”就能進(jìn)行航天發(fā)射，為什么還要用工藝麻煩、劇毒污染的火箭呢？

我們慣用的火箭技術(shù)是不是跑偏了？

離心機(jī)式的航天發(fā)射，最終目的是什么

不用火箭就能將衛(wèi)星甩入太空，聽起來確實(shí)很吸引人。一旦開發(fā)出來，每次低成本的發(fā)射，會(huì)對(duì)小型衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)進(jìn)行了革命性的變革

不少不了解情況的網(wǎng)友紛紛留言：讓我種花家也搞起來

在這里可以負(fù)責(zé)任地告訴大家，搞得成才有鬼來

一些物理學(xué)家擔(dān)心設(shè)計(jì)的實(shí)用性，尤其是空氣阻力的挑戰(zhàn)

它的確可以將離心機(jī)做得更大，輪子轉(zhuǎn)得更快，給予火箭更大的初始速度，但是從真空環(huán)境進(jìn)入地球表面的稠密大氣層，這一瞬間帶來的氣動(dòng)沖擊就會(huì)更大

如果真的把火箭以超高因素的速度甩出去，火箭沖破保護(hù)蓋的一瞬間進(jìn)入大氣，就如同撞上一堵墻，現(xiàn)有火箭的結(jié)構(gòu)能支撐這種沖擊？你以為我們的東風(fēng)-17是吹了“幾天的風(fēng)”才能有今天這種彈頭形狀

當(dāng)然，可以把火箭做得更結(jié)實(shí)，更多的結(jié)構(gòu)重量，火箭的載荷下降了，為了保證衛(wèi)星的大小那你是不是就需要更快更大的彈弓，這就是惡性循環(huán)

另外，現(xiàn)有火箭的設(shè)計(jì)都是只能承受軸向載荷，側(cè)向應(yīng)力載荷的承受能力非常低，即使馬斯克可回收的火箭，也是垂直上，垂直下，把火箭承受的主要受力控制在軸向。當(dāng)年俄羅斯曾經(jīng)設(shè)計(jì)過帶機(jī)翼飛回發(fā)射場(chǎng)的火箭一級(jí)回收方案，也是因?yàn)榛鸺w回要承受橫向載荷帶來結(jié)構(gòu)重量增大而得不償失，只能停留在PPT里面

SpinLaunch主站的內(nèi)容中自身有一個(gè)明顯自相矛盾的地方，首先它承認(rèn)很難想象一顆衛(wèi)星能在發(fā)射中幸存下來，然后它又想通過基本的機(jī)械設(shè)計(jì)等方式讓衛(wèi)星成功發(fā)射

這個(gè)矛盾的主因就是（噗）在發(fā)射過程中產(chǎn)生10000g的過載

保險(xiǎn)起見我又?jǐn)?shù)了很多遍，沒錯(cuò)4個(gè)零

給大家分享一個(gè)概念

一個(gè)物體從靜止達(dá)到一定的速度，它速度相對(duì)于時(shí)間的變化率就是加速度。物體都是有質(zhì)量的，加速度的值越大，施加在物體上的慣性力就越大

一般來說，我們用地球上的重力加速度（g = 9.8m/s2）來衡量加速度的大小，如果你的速度變化率為19.6m/s2，我們就說你承受了2個(gè)g的過載

人體能承受的加速度是有限的，當(dāng)達(dá)到4個(gè)g時(shí)，許多人都受不了了；一個(gè)經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的飛行員可以承受9~10個(gè)g的過載，當(dāng)然只能承受很短時(shí)間

即使你有最新款的飛行抗荷服，在極端過載下專業(yè)戰(zhàn)斗機(jī)飛行員也堅(jiān)持不了多久

同樣，衛(wèi)星是由許多電子元器件組成，它們或許能承受更高一些的過載，但這同樣也有一個(gè)極限

如果你把一臺(tái)電子設(shè)備放到高速離心機(jī)里甩一甩，它可能立馬散架給你看，尤其是那些安置有精密儀器的衛(wèi)星

什么樣的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)能夠承受承受約10000個(gè)g的過載！？

答：基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)！

而航天工作者看到這條新聞只能報(bào)以善意的微笑，眾所周知，運(yùn)載火箭是慢慢上升、逐步提高速度的，運(yùn)載火箭的過載只有4-4.5個(gè)g

我國(guó)的航天員在航天城訓(xùn)練的時(shí)候,一般最高值不會(huì)超過8個(gè)G,更不會(huì)超過10個(gè)G的,因?yàn)槌^了這個(gè)值,會(huì)對(duì)航天員的身體造成傷害

單從發(fā)射能力而言，SpinLaunch的離心機(jī)根本無法將更大的有效載荷送入軌道

畢竟，許多傳統(tǒng)的火箭發(fā)射的航天器重量以噸為單位，而不是斤

反而有一點(diǎn)值得警惕，當(dāng)SpinLaunch的老板醉生于自己的航天夢(mèng)時(shí)，美國(guó)空軍以及太空部隊(duì)卻悄悄地遞出了“橄欖枝”

“發(fā)射衛(wèi)星？”，即使有能承受極端過載環(huán)境下的小衛(wèi)星，那它能有什么樣的功能呢？

對(duì)于這個(gè)觀點(diǎn)，您認(rèn)同嗎？歡迎留言告訴我們。創(chuàng)作不容易，若喜歡我們的內(nèi)容，還請(qǐng)“點(diǎn)贊”、“關(guān)注”、“轉(zhuǎn)發(fā)”，你們的支持是我們創(chuàng)作最大的動(dòng)力。在此，謝謝大家。

參考資料：

1、https://www.spinlaunch.com

2、相關(guān)媒體