卫星不用火箭送,直接甩上天,这方法能行吗?


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卫星不用火箭送,直接甩上天,这方法能行吗?


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卫星不用火箭送,直接甩上天,这方法能行吗?


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不管是传统的一箭一星 , 还是现在的一箭多星 , 把卫星送上天一直都离不开大型的运载火箭 , 无论是液体火箭还是固体火箭 , 他们的实际有效载荷其实都很小 , 一枚火箭的大部分质量都被推进剂占据了 。 那有没有一种方式 , 这种方式除了卫星以外 , 不用带很多乱七八糟的其他东西 , 也就是说把卫星送入轨道 , 不用依靠庞大的火箭 , 而是通过其他的方式 , 比如说扔上去 。

一家成立于2014年的美国初创公司spin launch , 他们就在尝试通过使用离心机的方式直接将卫星甩上天 , 当然甩上天的并不是真的只是颗卫星 , 它更像是一个小火箭或者叫飞行器 , 毕竟想把卫星精确地送入预定轨道 , 那还是得有一定的主动助推能力才行 。 根据研发人员的设想 , 在这种小火箭中 , 除了头部的小微型外 , 后面还会配备两组小型助推器 , 但是因为不需要前期的自主加速过程 , 所以这种火箭可以抛弃传统的大型助推器 , 这样一来对于只发射小卫星 , 尤其是微型卫星的场景来说 , 整个火箭甚至可以压缩到一枚普通导弹的大小 , 这枚像导弹一样的小火箭将被送到一个离心式内 。

离心是有一个巨大的表盘 , 上面有一根可以转动的指针 , 将要发射的火箭会被固定到指针的远端 , 然后抽空离心室内的空气 , 只需尽量保持真空 , 一切就绪准备发射 。 首先表盘内部通过电磁方式来驱动指针转动 , 在这个过程中 , 火箭会被持续加速旋转 , 直到达到音速的若干倍 。 此时控制台下达发射指令 , 火箭从高速旋转的指针上脱离 , 并沿切线方向按预定轨道飞 , 处理形式飞出后的火箭由于具有极高的初速度 , 所以他会瞬间达到非常高的高度 。 随后火箭发动机启动 , 直到把卫星送入预定轨道 。

为了验证这一想法 , Spinlaunch公司在新墨西哥州建立了一个初步的实验基地 , 在这里他们打造了一个名为亚轨道加速器的原型机 。 虽然这个原型机的大小只有最初设想的1/3 , 但是这个钢制的真空离心式直径已经达到了91米 , 加上发射管道 , 整个建筑像是一个竖立在地面上的巨大的鼓风机 , 2021年10月22日 , 这台离心机发射器迎来了它的首次测试 。 这次测试发射的目的主要是亚轨道 , 也就是距离地面2万到10万公里 , 这个高度相当于是介于航空和航天之间的一个高度 , 被抛射的小火箭长度大约有三米 , 内部并没有安装助推装置 。 这次主要是为了验证空气动力学以及释放机制这些基础方面的可行性准备就绪 , 测试开始随着内部电机的转动 , 离心机慢慢加速 , 上面绑定的那枚导弹也蓄势待发 。 当速度达到将近8000公里每小时 , 随着发射指令的下达 , 导弹瞬间从发射管道破壁而出冲入云霄 。

根据官方说法 , 首次测试中 , 虽然加速器只发挥了两成功力 , 但试验已经达到了预期效果 , 讲法也得到了初步的验证 , 不过在原型机中 , 真空管道的出口处用的感觉还是某种一次性的薄膜儿 。 按研究人员的设想 , 将来这里可能会是一个超高速的气阀门 , 这个门尽在火箭飞出的那一刹那被打开 , 然后迅速关闭 , 从而防止真空式增压 。 像这次的亚轨道测试在之后几个月内还会进行多次 , 而下一步他们打算把火箭内的发动机给装上 , 未来的火箭在达到高空后 , 会先在无动力状态下滑行一分钟 , 随后在大约6万米的高度进行点火 , 然后继续飞行 。

他们还计划在沿海地区 , 在建造一套比这个大三倍的新设施 , 最终可以实现将200公斤级的有效载荷送入轨道 。 这套设备被命名为L100轨道质量加速器 , 未来它可以支持高达每天几十次的发射频率 。 这样算下来 , 对于这个体量的小型卫星发射来说 , 真的是非常方便快捷 , 现如今商业领域对小型卫星的需求正变得越来越多 , 这类卫星一般功能较为单一 , 主要完成一些测绘、环境监测等针对性工作 , 当然也有一些像是星链一样用于组网 , 然后靠整个卫星网络提供服务 。 包括NASA也和该公司签了测试合同 , 希望把这种方式作为其未来发射航天器的一种候选方案 。

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