用电磁炮发射卫星？别想啦

发射卫星很贵

自前苏联1957年送出首颗太空飞行器“东方一号”之后kaiyun.ccm，六十余年间全球向宇宙送去了成千上万种不同的航天设备，当前环绕地球飞行的飞行器总数已逾两千六百个，所有这些航天设备全都是借助火箭送上太空的。

长征五号发射升空

是否存在一种经济实惠且高效的途径，能够将大量航天器送入外太空，以便对广阔宇宙进行勘察，同时为人类的生产活动与日常生活提供便利？众多研究者为此殚精竭虑，竭尽全力。

随着电磁推进技术的日渐成熟，它越来越快地走入我们的视野。

电磁推进是个好主意

1917年，法国发明家安德烈，其全名非常复杂，首次构思了电磁炮的原理，他打造了一个小型装置，但后来在一战期间中止了项目；二战期间，德国方面对电磁炮产生了兴趣，他们进行了更为深入的调查，不过最终德国输掉了战争；1980年左右，美国弹道研究实验室着手进行电磁炮的研制工作，其他一些国家也相继开展了相关研究，虽然离实际应用还很遥远，但各方都获得了相当可观的研究成果。我国在电磁炮领域的研究处于领先地位，率先将电磁炮装备在一艘两栖舰艇上，并以此舰作为平台，前往海上进行实弹射击试验。

我们的电磁炮

电磁驱动系统在武装力量中的运用还见于巨型舰船，现阶段美国已将电磁发射装置配置在尼米兹级战舰上。我国的电磁驱动战舰虽然尚未建成，不过地面测试工作进行得相当顺利。

磁悬浮列车运用电磁力驱动前行，速度能够超过六百公里每小时，发展潜力十分巨大。

有位朋友建议，咱们能否打造一台巨型电磁发射器，用它将航天器送入轨道呢？倘若这种经济实惠且环境友好的方法，能够替代价格高昂的火箭发射，那该多好啊！

电磁炮发射试验

电磁炮真能将卫星送上天吗？有哪些障碍需要克服？

你别说，用电磁炮发射卫星，麻烦还真不少。

麻烦一：不可承受的过载

一个物体由静止状态加速到特定速率，其速度随时间变化的程度即为加速度。所有物体都具备质量，加速度数值越高，物体所受的惯性作用力就越强。通常情况下，我们借助地球表面的重力加速度（g = 9.8m/s²）作为衡量加速度的标准，若速度变化量达到19.6m/s²，则表明承受了相当于两个g值的超载状况。

人的身体所能承受的加快速度是有一个上限的，一旦达到四个重力加速度，很多人就会感到难以忍受；而那些接受过严格训练的飞行人员，在短时间内能够承受九到十个重力加速度的负荷，不过这通常只是一种特殊情况。

飞行员时常要承受几个g的过载

同类的，电子装置由诸多电子部件构成，这些部件能够承受程度稍大的负载，不过这同样存在一个界限。倘若将一台电子仪器置于高速离心设备中旋转，它或许会解体，何况价格高昂且脆弱的人造航天器呢。

电磁炮的加速度能达到多大呢？我们来举个例子计算一下：

设想我们铺设一条四千米之长的电磁弹射途径，为简化运算假定其处于水平状态；地球表面处逃逸速率大约为每秒七点九千米，若忽略大气阻碍因素，我们至少要将航天器等速推进至每秒八千米；在推进阶段航天器将遭遇多少个重力加速度倍数的超重体验？

加速度计算涉及两个公式：

s = (1/2)at²

v = at

公式里，t代表时刻，a表示加加速度，t同样指时刻，s象征位移，v代表最终速率，前提是起始速率等于零。

已知末速度v = 8000m/s，距离s = 4000m。

卫星进入轨道后提速的时长 t 等于 2 乘以 4000 除以 8000, 得到结果为 1,单位是秒

卫星在轨道上平均增速为每秒八千米每秒，这个数值是通过将八千米除以一秒计算得出的，最终结果为八千米每秒平方。

也就是说卫星需要承受约900个g的过载！

发射卫星时，我们建造的轨道必须是直立的或者带有角度的，这样的轨道距离更短，要抵消空气的阻碍，卫星的运行速度必须更高，它需要承受的巨大负荷也相应增加。

卫星是一种娇贵的电子设备

没有一颗卫星能做到。

麻烦二：强大的摩擦力

电磁炮弹沿轨道行进，必须与导轨紧密贴合，确保电流能够通畅地流过，从而构成闭合路径。弹丸高速行进时，与轨道之间会产生巨大的摩擦力，摩擦力会引发热量，这些热量会传递给电磁轨道和弹丸自身。

所以，尽管电磁炮在射击时并不依赖火药，但当我们观察到炮弹飞离炮管的那一刻，耀眼的强光便出现了，这是炮弹与导轨之间发生猛烈摩擦所造成的现象。

剧烈摩擦导致电磁炮弹出膛时火光冲天

用电磁轨道驱动卫星时，它同样要经受巨大的摩擦作用，并因此产生很高的温度，卫星飞离轨道后开yun体育app官网网页登录入口，空气阻力也会形成强大的摩擦，导致温度急剧升高，我们看到发射出去的不是卫星本身，而是一团非常耀眼的火球，卫星将在几千米每秒的高温下迅速烧毁。

就算我们发射一枚金属块，也会因为空气的阻碍，它实际上也无法飞得太远。电磁炮理论上能够命中数百公里外的目标，不过美国的电磁炮试验至今最大射程仅达十几公里，这是由于空气阻碍的强度与炮弹速度的平方成反比，所以你的速度越快，空气阻碍就越大。

麻烦三：电磁场的破坏

要让航天器成功升空，我们的电磁助推轨道必须极快地输出巨量电力，每秒的用电强度，足以媲美一个普通都市的全部耗能。

电磁力产生强大电磁场

巨大的电流会穿过卫星的外壳，一方面导致发热，另一方面形成强电磁场，这个电磁场会摧毁卫星上所有的电子部件，让它们变成烧毁的电子废弃物。

总结

通过此前探讨，我们能够明确一个观点：虽然借助电磁装置将航天器送入轨道的构思颇具吸引力，但若从严谨的学术层面审视，当前仍存在诸多亟待攻克的难题。

卫星沿着电磁轨道运行时，必须承受巨大的加速度kaiyun官方网站登录入口，同时还得应对极端的高温、强烈的电磁波照射，据预测，这些困难在短期内都难以解决。

火箭发射卫星虽然成本高昂，而且偶尔会因为细微问题导致火箭与卫星一同损毁，但这种方式无疑是最为稳妥和值得信赖的途径。

电磁炮发卫星？还是别去想了吧！