“疯狂”的航天计划，不用火箭，在地面把卫星“扔”上太空|卫星|发射器|火箭|火箭发射|航天器|飞行器

众所周知，想要将卫星或者飞船从地面上送上太空，都必须利用火箭或者航天飞机，而这两者都能够在升空过程中源源不断地提供动力。但你能想象吗，美国有一家公司一直在研究将卫星“扔”上太空，扔出去的卫星甚至要在完全没有动力的情况下，依靠惯性飞上太空。这里我们就来聊一聊美国这家公司的这项技术。

为何要避开火箭发射

就目前而言，全世界使用的发射器都是火箭。从技术上来说，火箭发射技术已经非常成熟，那么美国这家2015年才成立的Spinlaunch公司为何要另辟蹊径，搞个这种发射方式呢？

说到这里我们就不得不了解一下火箭发射的弊端，虽说火箭发射效果很好，但是使用火箭也存在着很多弊端，首先火箭发射成本巨大。火箭发射需要消耗非常多的燃料，可以毫不夸张地说，整个发射系统中，90%以上的质量基本都是燃料。

例如在人类历史上，最大的火箭“土星五号”，起飞重量达3000多吨，最后送上月球的部分其实只有45吨，剩下的质量几乎都是燃料。同样的，我国空间站天和核心舱的重量为20吨左右，但发射质量达八百多吨，多出来的质量也都是装配的燃料。

携带如此多的燃料，那么燃料在燃烧过程中产生的推力不仅需要推动卫星，还要推动燃料本身。虽然现在的火箭基本都采用多级火箭进行发射，也就是发射完一级火箭就丢掉一级，以此来减轻发射过程中的“累赘”，但即使这样，实际的发射效率依旧不高，这也是为什么航天领域这么费钱的一个原因。

为了降低成本，一些航天企业已经开始着力于研究可回收火箭了。不过美国的Spinlaunch公司的想法就显得很新奇了，这家公司追求的是不使用火箭，直接将航天器“扔”上太空，以此来降低发射成本和发射效率。

Spinlaunch公司总部

脑洞大开，在地面把航天器“扔”上太空

这家美国公司名为Spinlaunch，在2015年才成立，直到现在也才成立几年的时间。我们先看看他们是如何设想将航天器扔上太空的。

首先在地面上有一个“发射器”，这个发射器可不同寻常，我们称它为“离心机”会更加贴切，这个离心机为一个大圆盘结构，圆盘中间连着一个巨大的旋转臂，这个旋转臂在中心处有动力驱动，而旋转臂的另一端就连着需要发射的航天器。

为了让悬臂能够在圆盘内高速旋转，这个密封的圆盘会被抽成真空，在发射前，发射出口也会被密封。当悬臂达到超高的转速时，航天器会与悬臂瞬间分离，航天器从发射隧道穿出完成发射。当航天器穿出发射器时，会接触大气，为了减小阻力，发射的航天器也会被设计成长长的锥形。

这家公司的设想是通过这种方法在地面将航天器加速到高速状态，之后航天器在惯性的作用下升上太空，在升上太空后依旧能够达到第一宇宙速度实现环绕地球。不过如果无法实现完全依靠惯性，那么也可以通过发射带有小型火箭的航天器来实现，即先把航天器向上扔出一定的高度，之后再通过火箭助推来完成发射。那么这个想法真的能实现吗？

这项技术难在哪？

首先我们想一想航天器如果要直接扔上太空，发射时会经历什么。我们知道卫星想要环绕地球运行，发射速度至少需要达到第一宇宙速度，而这个速度大小为7.9km/s，而发射器在发射完成后，会经历强大的空气阻力，因此想要将飞行器直接扔上太空，那么扔出去的那一刻，飞行器的速度可要远大于7.9km/s。

不过我们就假设发射那一刻的速度为7.9km/s，飞行器以这个速度在圆盘中旋转，无论是旋转臂还是飞行器本身都需要承受巨大的离心力。这个力量有多大，我们可以简单算一算。

假设这个航天器的飞行质量为1000kg，圆盘的直径为100m，那么离心力F=mv²/R=624,100,000N，相当于62410000公斤的力，这个力量相当于航天器本身质量的6.2万倍，从这个角度来说，这个力量足以使发射器本身解离。

那么如果在航天器上加装一个小型火箭，情况又会如何呢？虽然加装火箭的发射器在发射时，速度可以不用那么大，但速度降低了，质量却增大了，这同样会给旋转臂带来巨大的负担，从这方面来说，对旋转臂的材料要求是非常高的。

另一方面高速发射的航天器在离开发射器后会面临巨大的空气阻力，而这不仅会使航天器急剧减速，同时还会因航天器表面与空气急剧摩擦而快速升温，这种情况下产生的超高温估计还没有什么材料能够承受。这种情况与火箭发射不同，火箭发射是一个由慢到快的过程，而这完全相反，在空气最为稠密的地方反而速度最大，这种摩擦可比火箭发射剧烈多了。即使是平时航天器返回，航天器也会先在太空中减速后落入大气层，也远达不到这种摩擦程度。