不用火箭，将卫星“甩”进太空？美国公司离心机发射系统完成首飞

想象一下，如果我们可以制造一个弹弓将卫星送入太空，而不需要通过火箭，有没有可能呢？这想法听起来有点科幻（荒谬），甚至在技术上倒退了一步，但这正是美国一家名为“SpinLaunch”公司正在做的项目。项目背后的想法是免除昂贵的、危险的化学推进剂火箭的使用，一旦成功，它就可以实现低成本环保的小型卫星发射，而且每次发射成本仅为50万美元（SpaceX的猎鹰9号一次发射费用6000万美元）。

根据CNBC的一份报告，SpinLaunch 于上个月（10月22日）在新墨西哥州的美国航天港使用其原型电动发射系统进行了首次发射测试。

其实几年前看到SpinLaunch的这个发射系统，很多人都在怀疑这公司是不是拿着PPT圈钱的，没想转眼间它还进行了试射测试。难道不用火箭真的能将卫星甩上太空？

不用火箭，可将卫星甩进太空吗？

我们都知道，以往发射卫星都要火箭。不过火箭发射的成本非常高，而且对环境也有害，因为一次发射会产生数百吨二氧化碳，还会将有害的一氧化二氮释放到大气中。而SpinLaunch则提供一个更加可持续的发射系统，同时还设定了“以业内最低成本”提供卫星发射服务的目标 。

SpinLaunch 的发射系统称为“亚轨道加速器（Suborbital Accelerator）”，其开发的系统不依赖于火箭燃料，而是利用电力、动能和离心机。

整个离心机由一个1000吨的钢制真空室组成，直径长达100米，离心机中间有一条长达几十米的旋臂，旋臂的一端用来固定要发射的航天器。在发射前将空气从腔室中吸出，以创造一个低摩擦的环境。然后离心机的电机将航天器加速旋转长达一小时。当航天器时速达到每小时约8000公里，发射机制便会断开航天器的绳索，使其从发射口射出进入距离地面60公里的高空。

虽然距离地面60公里的高空还没抵达卫星轨道，但60公里处的空气稀薄、阻力较小，因此发动机燃烧一分钟就足以将航天器提升到大约28175公里/小时的轨道速度。另一次燃烧仅持续 10 秒，帮助航天器滑入环绕地球的轨道。

它的原理相当简单，和田径场上的运动员投掷链球差不多，利用高速旋转增加动能，最后投掷出去。理论上，只要旋转加速的时间够长，最后的飞行速度有可能突破地球引力的束缚飞到太空。和传统火箭发射需要200吨燃料相比，加速器可以将燃料使用量减少4倍，成本降低10倍，只要电力足够，发射器可以不断将物体送入太空轨道。

一个“大胆而疯狂”的太空项目！

SpinLaunch 成立于2014年，创始人为乔纳森·亚尼 (Jonathan Yaney) 。和许多太空企业家一样，亚尼一生都痴迷于宇宙。但直到2014年，他才试图将自己的热情转化为职业，此前他是一个连续创业者。其中创业公司Titan Aerospace在2014年卖给了谷歌。他在创建媒体公司寻求投资未果后，考虑下一步要做什么时，意外想起了冷战时期的杰拉德．布尔(Gerald Bull)的“竖琴计划”（Project Harp）——以超级大炮将物体射向太空轨道，即不用火箭也可以进入太空。

于是这哥们设计了一个动能发射系统，可以将子弹大小的物体旋转到高超音速。靠着这个前景远大的概念（PPT），他找到了几位天使投资人并获得了少量资金。

有了启动资金，那就要组建团队了。乔纳森在2014年底给老同学瑞安·汉普顿 (Ryan Hampton)打了个电话：“我有 400万美元和一个疯狂的想法，来不来？”当时瑞安正在墨西哥湾的石油钻井平台上进行水下焊接作业。

乔纳森有想法，瑞安可以施工，但还需要一些航空航天行业的工程师。结果几个月后，乔纳森找了一些在莫哈韦沙漠的边缘测试火箭的大学生，其中来自圣地亚哥州立大学的大三学生戴维·莱恩（David Wrenn）被聘为高级机械工程师。SpinLaunch的初建班底成了。

因建造离心机的报价太贵，于是 SpinLaunch 决定自己搞。花了8个月时间，他们建了世界上直径第六大的真空室，到2016年，完成了第一台离心机，尽管直径只有12米。接下来几年，它们不断测试改良。有了原型机、有了测试数据，钱自然就来了。迄今为止，SpinLaunch获得了1.1亿美元的投资，投资人包括谷歌（Google Ventures），欧洲空客（Airbus Ventures）、Kleiner Perkins等风投公司。

目前，SpinLaunch原型机已更新换代，高度达到了50米。在10月22日的首次试射测试中，成功将实验体射弹推入高空。不过没有对外公布确切的载荷重量与飞行高度，而SpinLaunch表示首次测试只运用系统全功率的20%左右。在接下来6-8个月里，SpinLaunch计划进行约30次同类试射，最终目标是实现弹射200公斤的物体进入太空。

这东西可行吗？

不用火箭就能将卫星甩入太空，听起来确实很吸引人。一旦开发出来，每次低成本的发射，会对小型卫星发射市场进行了革命性地变革。但并不是每个人都相信，一些物理学家担心设计的实用性，尤其是空气阻力的挑战。

最大的质疑之一是航天器必须在离心机内承受极高的力。当航天器在离心机高速旋转时，它将承受比重力强 10000 倍以上的力。而典型火箭在发射时只能承受比重力强五到七倍的力，相信在万倍的重力下，任何航天器都会被挤扁，即使内部的电子设备也无法幸免。

另外还有航天器材料的坚固性。从真空环境获得的初始速度与地球表面稠密大气的之间产生的冲击怎么解决。如果航天器以跨音速的速度甩出去，从真空环境进入大气环境，犹如一个人高速撞上一堵铁墙，航天器的材料韧性和重量之间或会恶性循环。

在外界看来，SpinLaunch要解决的问题还有很多，也没有迹象表明这个发射系统何时可能完成。但从五角大楼获得的合同和上亿风投资金来看，它的未来似乎可以预见。

从发射的航天器重量而言，意味着 SpinLaunch 将无法将更大的有效载荷送入轨道。毕竟，许多传统的火箭发射的航天器重量以吨为单位，而不是斤。尽管如此，SpinLaunch 很可能仍能满足美国空军以及太空部队的安全需求，它们越来越需要将较小的卫星送入太空。特别是将可能是在短时间内将较小、不太复杂的卫星发射到轨道上，甚至有可能组成一个阵列。