用电磁轨道发颗卫星玩玩？_风闻

　　电磁轨道炮原理

　　HowStuffWorks(知名科普网站)

　　电磁轨道炮使用洛伦兹力取代传统的发射药，产生巨大的动能将弹丸投射出去。现阶段这种大杀器虽然还没有正式列装，但是中美两国成功实验的好消息不断传来。

　　听说轨道炮炮口初速达到了惊人的3500 m/s，民间的科技小达人们突然来了精神，这不是已经接近第一宇宙速度的一半了，不如我们调整炮口，再加一把力，用来发卫星吧！

　　上海磁浮官网宣传图

　　电磁轨道炮，听上去应该跟磁悬浮原理差不多。畅想一下，如果我们坐在舒适的车厢内，不用承受火箭发射时的剧烈颠簸，不用承担火箭发射爆炸的风险…

　　2014年安塔瑞斯火箭发射失败

　　Wikipedia

　　下面我们就来规划一下实施细节。

　　首先，定一下发射场选址吧。考虑到轨道长度应该是几千米量级，不如我们在珠穆朗玛峰中心钻个深井，这样轨道就有良好的支撑，运气好还能直接用上三峡的水电…

　　科拉超深井，12262米

　　未知来源

　　又或者我们修在马里亚纳海沟，整个发射装置浸泡在海水中，良好的冷却…

　　美国海军特种作战中心于2008年1月试射电磁轨道炮

　　Wikipedia

　　考虑到在这两个选址的高（深）度，我们的轨道长度定在8km比较合适。

　　下面小编就用自己仅有的中学物理知识做点计算，看看这个轨道的可行性…

　　电磁轨道原理示意图

　　HowStuffWorks

　　电磁轨道发射依靠的洛伦兹力，F = i * L * B；

　　No，这有点超纲了，我们还是把模型简化，用牛二定律来计算，并且忽略效率，假设轨道是真空，假设卫星出了轨道以后的空气阻力可以忽略，假设轨道内全程匀加速，假设….

　　总之就是一切从简。

　　先来两个基本公式，然后初速度u为0，化简得到速度、加速度与轨道长度（加速距离）的关系：

　　还是手写来的快

　　代入第一宇宙速度7.9km/s和轨道长度8km，得到加速度是惊人的：

　　3900.6 m/s^2

　　或许这个数字你还没什么感觉，但是想想重力加速度只有9.8 m/s^2，也就是说8km轨道里，卫星要持续承受400g的加速度。

　　要知道，一个出色的战斗机飞行员在下面这种特制抗荷服的辅助下，才能挺过10g的加速度。

　　航展上展出的歼击机飞行员防护套装

　　中航新闻网

　　能否承受加速度的问题先放在一边，我们再计算一下产生如此巨大加速度所需要的功率。（同前，一切简化）

　　一顿猛如虎的操作后，小编把几个公式都列入Excel，这样就可以迅速调整变量，快速计算了。

　　全都是中学物理简化公式

　　计算所得，8km电磁轨道所需要的功率是惊人的：

　　15GW

　　这个单位(GW, 10^9瓦特)估计生活中很难遇到，经过查阅资料我们得知三峡的峰值发电功率是9.8GW。

　　三峡外景图以及内部巨大的发电机（这大家伙一共有32台）

　　有小伙伴说了，你忽略了地球自转线速度。好，那我们就填入上述Excel计算器，计算得到加速度降为358g；持续功率降为13.2GW，节省了约1/4个三峡的电力。

　　又有小伙伴说了，不如把人浸入深海液体，用120g的加速度发射，代入上表计算得到：轨道长度需延长到24km，发射功率也下降到了4.4GW。

　　为什么会有这么惊人的加速度出现？通过计算我们会发现，受限于轨道长度，持续加速时间只有约2秒，而常规化学燃料火箭发射时推进器工作时间往往在2分钟左右。

　　篇幅所限，本文就不展开讨论为建成上述轨道炮，需要什么样的储能装置，多粗的轨道，甚至需要什么样的导线将他们连接起来。开过电动车的小伙伴们应该有印象，几十kW的充电线已经像胳膊一样粗了，15GW恐怕得几十米直径了..

　　美国海军特种作战中心于2008年1月试射电磁轨道炮

　　Wikipedia

　　最后来一张轨道炮发射时的实景，这场景恐怕谁也不想坐在弹头里吧。

　　本文创意源自某群的一次讨论，小编才疏学浅，错误纰漏在所难免。

『天文时刻』 牧夫出品

微信号：astronomycn

　　哈哈，我也不知道这个图是啥意思，就是乐呵一下