轉一轉、甩出去,SpinLaunch 火箭替代動力系統完成首次試飛

by:山謬
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本文經授權轉載自友站科技新報文/  Emma stein 

將衛星、飛行器等儀器送入軌道的方法,並不一定只能靠傳統火箭或太空飛機,也許還有……一種直接從地面把火箭、有效載荷甩向太空的高離心力亞軌道加速器。

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比起NASA、SpaceX等太空單位全靠引擎將火箭送入太空的做法,美國航太公司SpinLaunch除了火箭,還加入了一個巨大的機械轉盤。圖為美國航太公司SpaceX的獵鷹9號火箭(Falcon 9)。

路透社/達志影像

SpinLaunch 是一家美國航太技術開發公司,自 2015 年起開始投入研發新型火箭替代發射系統,然而這些年始終對此款亞軌道加速器相關進展保持緘默,該公司認為,與其成品都還沒做好就拿出來討論,不如低調全力鑽研。

上月底,SpinLaunch 亞軌道加速器的原型機完成了首次試飛。

簡單來說,這座亞軌道加速器就像一座超巨大轉盤,以電力驅動,圓盤內真空室的碳纖維繫繩以高達 5,000mph 的速度抓緊火箭/有效載荷旋轉,然後於倒數 0 秒時,藉巨大離心力將火箭/有效載荷從發射管往天空甩出去。

雖然這架原型機比例僅為原設計商用系統的三分之一,但仍達 50 公尺,比不含底座的美國自由女神像還高。

從影片中,可以看見SpinLunch公司的亞軌道加速器原型機進行試射的過程。

10 月 22 日,亞軌道加速器原型機首度在美國太空港基地展開測試,於 1 毫秒內將一個 3 公尺物體噴射至離地數萬英尺高,速度幾乎與傳統火箭一樣快,但當時機器運行功率僅全功率的 20%。

與傳統火箭發射相比,SpinLaunch 的亞軌道加速器可讓火箭燃料使用量減少 4 倍、成本降低 10 倍,同時每天還可將多個有效載荷送入軌道,不過此次發射實驗並未搭載火箭發動機,SpinLaunch 已計劃在往後的試飛中嘗試,預計接下來 6~8 個月內會於美國太空港進行約 30 次亞軌道飛行。

雖然最大問題還是在於,以 5,000 mph 速度旋轉物體會使後者承受超過 10,000 個 g 力,不確定有效載荷在一飛衝天之前是否還安然無恙,從官方釋出的影片來看只能說 good luck,但 SpinLaunch 正逐步建造完全尺寸系統,且表示迄今為止的測試已消除約 90% 風險。

傳統火箭藉大型助推器(通常帶有多個發動機)升空,也就是說大部分質量來自燃料,只有少部分用於攜帶有效載荷。若未來要發射火箭,SpinLaunch 的亞軌道發射器能減小火箭的尺寸與複雜性,並可將約 200 公斤有效載荷送入軌道,相當於數顆小衛星。