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高超音速:巨大離心機的太空發射(圖)

2021-11-17 01:12 作者:古望琴 桌面版 简体 1
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SpinLaunch真空離心加速器和開發團隊。
SpinLaunch真空離心加速器和開發團隊。(圖片來源:YouTube視頻截圖)

【看中國2021年11月17日訊】(看中國記者古望琴編譯/綜合報導)SpinLaunch是一家美國航天技術開發公司,使用真空離心加速器,以數倍於音速的速度旋轉無動力的彈丸;在彈丸被彈射進入高層大氣,分裂之後將小型衛星快速而廉價的送入亞軌道。SpinLaunch公司的首次測試在10月22日完成了,地點是新墨西哥州的美國太空港,不知為何SpinLaunch公司在11月9日才宣布這一里程碑的測試。美國國防部對SpinLaunch的技術也表示出不小的興趣。

《駕駛》(the Drive)網站介紹說,SpinLaunch系統使用了真空離心加速器將彈丸提升到非常高的速度,而沒有任何阻力,在「不到一毫秒」的時間內,把彈丸拋入大氣層。據該公司稱,一個埠在幾分之一秒內打開,釋放彈丸。一個平衡裝置向相反方向旋轉,以防止系統失去平衡。真空密封保持原位,直到彈丸突破發射管頂部的薄膜。

雖然這個概念相當簡單,但要使它可靠和重複地工作,卻是非常的難。SpinLaunch首席執行官Jonathan Yaney告訴CNBC:「這是一種完全不同的方式,使用地面系統將彈丸加速到高超音速。」

Yaney在2014年成立了SpinLaunch公司,但始終保持低調。Yaney解釋說,第一次SpinLaunch測試中使用的亞軌道真空離心加速器,是最終版本的1/3比例,但仍然有300英尺高。最初測試中使用的亞軌道彈丸約10英尺長,被加速到「每小時數千英里」的速度,使用了加速器約20%的功率容量。

SpinLaunch表示,它在10月進行了亞軌道加速器測試,目的是驗證空氣動力學和釋放機制方面的基本概念,當時彈丸被推進到「數萬英尺」的高度。

據報導,該彈丸在飛行後被回收,可重複使用,但目前尚不清楚彈丸是如何被回收的。據推測,這些彈丸是由特異材料製成的,可以承受極端的速度和摩擦產生的熱量。

該公司計畫,未來將在彈丸內部增設火箭發動機,提供軌道飛行。在該版本中,火箭助推器只有在與彈丸分離之後,才會點燃。根據以前的報告,火箭在大約20萬英尺的高度點燃,此前彈丸將在沒有動力的情況下滑行約一分鐘。該公司的網站表示,「由於動能發射的衛星在大氣層內沒有使用火箭,SpinLaunch 可以讓未來的衛星群發射達到零排放。」

SpinLaunch公司表示,計畫在未來6-8個月內進行約30次亞軌道測試飛行,也希望今後能進入軌道發射領域。目前,SpinLaunch據稱已經完成了全尺寸系統降低風險研究的90%,正在努力確定全尺寸的設計。

五角大樓青睞的小衛星發射

《駕駛》表示,SpinLaunch背後的想法可能確實是「大膽而瘋狂的」,但如果技術能夠完全成熟,也能在太空發射領域分得一杯羹。目前將有效載荷送入軌道,使用的是火箭,消耗的是燃料。相比之下,SpinLaunch 計畫使用小得多的火箭,攜帶的燃料負荷更少,而有效載荷卻按比例增大了。該公司目前預測,彈丸可將大約400磅的有效載荷送入軌道。

據Yaney稱,一旦彈丸準備就緒,SpinLaunch公司將尋找沿海的太空發射設施,這樣能夠完成「每天幾十次的發射」。在不使用大型複雜火箭的情況下,快速的發射節奏,會降低將貨物送入軌道的成本。該公司聲稱,離心加速器帶來的速度提升所消耗的能量,比火箭消耗能量要減少四倍,成本要減少十倍。

到目前為止,SpinLaunch公司已經籌集了1.1億美元的資金,其目標直指商業市場,但完全成熟的技術也可能具有軍事用途。五角大樓已經對該公司的技術感興趣,並在2019年與國防創新部門簽署了一份合同。這是因為,雖然SpinLaunch無法將較大的有效載荷送入軌道,但仍有可能滿足美國空軍、太空部隊和導彈防禦局的許多發射要求,因為需要送入太空的小衛星越來越多了。

更重要的是,能夠迅速將衛星送入太空的承諾對美國軍方特別有吸引力。這是因為較大的衛星容易受到敵國的威脅,較小的、不太複雜的衛星現在越來越受歡迎;大量的小型衛星組成的覆蓋地球軌道衛星網,已經成為五角大樓未來幾年的優先事項,而SpinLaunch公司能快速而低成本地進行發射,非常應景。順手。SpinLaunch表示,預計將在2024年底進行首次客戶發射。

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