这是很多年前提的一个问题,陆陆续续也算有人回答,那么结合最新的技术发展,明确几个核心点:

a.基础技术-真空管道和超导,这在下一代高速运输系统不管是国内还是马斯克的高铁都已经做出一些原型

高超音速超然冲压发动机-国内已经有600秒的运行成功试验

b经费与经济发展模式-类似马斯克的高铁、spacex,充分利用概念调动商业投资和概念论证潜力

c利用地形-类似fast和阿雷西博,利用低纬度西向东盆地,充分利用地形和地球自转获得速度

d经济性-第一步可能不需要建立能直接获得第一宇宙速度的电磁轨道,比如利用合适的山地地形,建设大约几十公里的环山真空管电磁轨道,将穿梭机加速到超音速,穿梭机启动超然发动机到临近大气层启动氢氧机入轨,穿梭机可重入大气和重复使用,这样省去了类似猎鹰的一级火箭,利用这一基础建设和补给低轨道深空门户,再进一步完成深空探索。

一下为原提问

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现在的超导磁悬浮技术和高铁、电磁炮之类的电磁驱动技术基础应该比以前有很大进步了,如果选择在云贵高原之类的低纬度高海拔地区,利用足够长的轨道加速,利用地形建设一定角度的发射轨道,实现较高的初速度和高度,然后大气层内启动类似X37B的冲压发动机继续加速,最后使用火箭点火送入轨道,这样能否实现更便捷和低成本高频次的发射任务?


上世纪电磁轨道技术刚出来的时候就做过了

然而

  1. 建设费用太贵。这年头高能所一个对撞机都要被云科学家们批斗半天,建这样一个电磁弹射轨道这帮人怕不是要把天给掀下来了。另外末端发射系统无法回收,像你说的那些冲压发动机、火箭,要么最后得留在轨道上,要么得直接坠毁烧毁在大气层里,反而降低了电磁轨道后期发射单价低的优势。
  2. 大气阻力摆在那里。你无法想像将一个物体加速到音速是件多么麻烦的事情,飞机和火箭好歹还可以自由地飞,偏航了修正过来就是。而如果什么东西在这轨道上因为气动力出什么幺蛾子,代价可能是废掉整条轨道。楼上有个说把空气抽掉就好了,你把整个大气层抽掉试试?你想全人类穿宇航服吗?建真空管道可以,可一条伸出大气层的真空管道??钱你出?比珠峰高几倍的管道被高层大气变幻莫测的风向吹歪了,你来扶?在月球上建这玩意倒是可以,毕竟没有空气,可是建筑材料和部件怎么送上去?还不是要花费高昂的传统发射方式。要保证工程进度,要么得自动化,要么得靠工人,前者设计上花钱,后者衣食住行都要花钱,更别提没几周就得来发送材料与补给的土五/德尔塔重型/猎鹰重型/长九。
  3. 加速度。现在火箭发射最多10个G,结构工程师已经掉头发了,现在用更大的加速度把载荷用电磁轨道射上去,我不知道这会对载荷、承载载荷的结构、末端发射装置等提出什么样更苛刻的要求,我只知道在这群结构工程师工作的地方附近假发与生发水又要大卖了。


大气层是进入宇宙的绊脚石.

电磁轨道加速,在地球上不可信,空气阻力太大了.

如果是在月球,那么:

1.环绕月球一圈,修建电磁轨道.

2.轨道加速非常达到1.6公里/秒,第一宇宙速度,再快就会飞出去,所以轨道这时就应该是在飞船的上方,飞船内部上下重力方向相反.飞船被上方的轨道压住,避免飞船飞离月球,可以继续加速.

3.以深海液的设定加速度,120G,可算出环绕月球电磁轨道的最终速度高达45公里/秒,到达地球是0.1天,到达火星只需15天,到海王星只需3年.不过到太阳系之外还是太慢了,最近的恒星4.3光年,耗时2.9万年.以上没有考虑减速和变向.

地球上就不要想了,第一宇宙速度7.9公里/秒,空气阻力能让飞船直接散架.或者搭建足够高的发射塔,50公里高?


不能通过加长发射轨道长度来避免加速度过大的缺陷吗?

我觉得是可行的,一条50公里长的直线轨道,后段上翘60度角。8g加速度,末端速度可以达到2.8km/h,可以节省火箭60%的燃料,或者整个一级助推器。如果想要大规模太空建设,未必不是一条可行的路。


G值太高,发射的(卫星、飞船)受不了。经过大气层时,由于初始速度高,摩擦生热的问题太难解决。而且电磁轨道发射的轨道是抛物线,到了太空中,卫星还需要携带额外的动力装置才能入轨。显然,这种方式还是太复杂了。只能在月球这种没有大气层的环境发射比较划算。


偶然翻到了到这个问题,上面的人把主要的都说了,之所以没什么下文其实因为早就权衡过成本了。举一些例子:加速轨道出口高度1-2KM?10KM?大于25KM?出口倾角?(显然高度越高就可以越平,但成本会陡增)还有就是单次弹射的最大质量,或者说驱动功率(总不能不能把轨道压塌了)加速段要不要抽真空?多大的管径?驱动器和器馈线怎么安装?(这些东西都有重量,可能要装在几千米高的人工结构上)所以最大的成本应该是在支撑结构上。在载荷,任务目标都不明确的前提下,可想要申请预算是一件多么困难的事。短期内太空旅行,丧葬恐怕都比这更来钱。当然我觉得也不是完全不可能。只要靠宣传和论证,使它成为现阶段人类文明的某种最高的政治正确,比如鼓吹说这是迈向一类文明的必经阶梯,能一劳永逸的解决能源-环境困局,谁反对谁就有罪...等等,等到声势造大了就有机会重新正经的讨论这件事情了。

先申明我不是相关领域从业者,也没有很深的理解或学问,我就是这么想的,希望合乎您的期待。


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