高超音速:巨大离心机的太空发射(图)

2021-11-17 01:12 作者: 古望琴
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SpinLaunch真空离心加速器和开发团队。
SpinLaunch真空离心加速器和开发团队。(图片来源:YouTube视频截图)

【看中国2021年11月17日讯】(看中国记者古望琴编译/综合报导)SpinLaunch是一家美国航天技术开发公司,使用真空离心加速器,以数倍于音速的速度旋转无动力的弹丸;在弹丸被弹射进入高层大气,分裂之后将小型卫星快速而廉价的送入亚轨道。SpinLaunch公司的首次测试在10月22日完成了,地点是新墨西哥州的美国太空港,不知为何SpinLaunch公司在11月9日才宣布这一里程碑的测试。美国国防部对SpinLaunch的技术也表示出不小的兴趣。

《驾驶》(the Drive)网站介绍说,SpinLaunch系统使用了真空离心加速器将弹丸提升到非常高的速度,而没有任何阻力,在“不到一毫秒”的时间内,把弹丸抛入大气层。据该公司称,一个端口在几分之一秒内打开,释放弹丸。一个平衡装置向相反方向旋转,以防止系统失去平衡。真空密封保持原位,直到弹丸突破发射管顶部的薄膜。

虽然这个概念相当简单,但要使它可靠和重复地工作,却是非常的难。SpinLaunch首席执行官Jonathan Yaney告诉CNBC:“这是一种完全不同的方式,使用地面系统将弹丸加速到高超音速。”

Yaney在2014年成立了SpinLaunch公司,但始终保持低调。Yaney解释说,第一次SpinLaunch测试中使用的亚轨道真空离心加速器,是最终版本的1/3比例,但仍然有300英尺高。最初测试中使用的亚轨道弹丸约10英尺长,被加速到“每小时数千英里”的速度,使用了加速器约20%的功率容量。

SpinLaunch表示,它在10月进行了亚轨道加速器测试,目的是验证空气动力学和释放机制方面的基本概念,当时弹丸被推进到“数万英尺”的高度。

据报道,该弹丸在飞行后被回收,可重复使用,但目前尚不清楚弹丸是如何被回收的。据推测,这些弹丸是由特异材料制成的,可以承受极端的速度和摩擦产生的热量。

该公司计划,未来将在弹丸内部增设火箭发动机,提供轨道飞行。在该版本中,火箭助推器只有在与弹丸分离之后,才会点燃。根据以前的报告,火箭在大约20万英尺的高度点燃,此前弹丸将在没有动力的情况下滑行约一分钟。该公司的网站表示,“由于动能发射的卫星在大气层内没有使用火箭,SpinLaunch 可以让未来的卫星群发射达到零排放。”

SpinLaunch公司表示,计划在未来6-8个月内进行约30次亚轨道测试飞行,也希望今后能进入轨道发射领域。目前,SpinLaunch据称已经完成了全尺寸系统降低风险研究的90%,正在努力确定全尺寸的设计。

五角大楼青睐的小卫星发射

《驾驶》表示,SpinLaunch背后的想法可能确实是“大胆而疯狂的”,但如果技术能够完全成熟,也能在太空发射领域分得一杯羹。目前将有效载荷送入轨道,使用的是火箭,消耗的是燃料。相比之下,SpinLaunch 计划使用小得多的火箭,携带的燃料负荷更少,而有效载荷却按比例增大了。该公司目前预测,弹丸可将大约400磅的有效载荷送入轨道。

据Yaney称,一旦弹丸准备就绪,SpinLaunch公司将寻找沿海的太空发射设施,这样能够完成“每天几十次的发射”。在不使用大型复杂火箭的情况下,快速的发射节奏,会降低将货物送入轨道的成本。该公司声称,离心加速器带来的速度提升所消耗的能量,比火箭消耗能量要减少四倍,成本要减少十倍。

到目前为止,SpinLaunch公司已经筹集了1.1亿美元的资金,其目标直指商业市场,但完全成熟的技术也可能具有军事用途。五角大楼已经对该公司的技术感兴趣,并在2019年与国防创新部门签署了一份合同。这是因为,虽然SpinLaunch无法将较大的有效载荷送入轨道,但仍有可能满足美国空军、太空部队和导弹防御局的许多发射要求,因为需要送入太空的小卫星越来越多了。

更重要的是,能够迅速将卫星送入太空的承诺对美国军方特别有吸引力。这是因为较大的卫星容易受到敌国的威胁,较小的、不太复杂的卫星现在越来越受欢迎;大量的小型卫星组成的覆盖地球轨道卫星网,已经成为五角大楼未来几年的优先事项,而SpinLaunch公司能快速而低成本地进行发射,非常应景。顺手。SpinLaunch表示,预计将在2024年底进行首次客户发射。

来源:看中国

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