该公司建造了一个巨型离心机,将火箭扔入太空

在某些生物学课程中,教师会将唾液小瓶放入一个有趣的装置中,让其在样品周围旋转,直到丝状DNA与唾液的其余部分分离。这是一个非常基本的实验,但它不仅很快影响到您自己的遗传材料,而且也影响了离心力的工作原理:真正快速旋转一圈会产生足以将移动物体推离中心的力。其路径。

但是,当移动的物体是重达数千磅的火箭时,会发生什么呢?我们可能最快在今年就发现,当时一个名为SpinLaunch的神秘创业公司开始使用巨型离心机对火箭进行亚轨道测试飞行。

要点是:离心机 足球场的大小 将使火箭绕圈旋转大约一个小时,直到其速度最终超过每小时5,000英里。届时,火箭及其有效载荷将感觉到的力量是重力的10,000倍。实际上,当离心机最终以发射速度释放火箭时,它应该飞过平流层,直到它向我们大气层发射引擎为止。

这个概念听起来很荒唐,但是像美国政府这样的利益相关者却对此很喜欢。 6月,SpinLaunch签署了自适应启动原型 合同 与美国国防部合作,建立其基于动能的发射系统,该系统将为不断发展的卫星行业提供低成本的选择。

SpinLaunch希望其新系统将被取代 火箭助推器,目前可以增强火箭自身的推力,以逃避地球的引力,并且恰好是火箭发射中最昂贵的组件之一。即使是可重复使用的助推器,例如为SpaceX Falcon 9提供动力的助推器,也仍然需要昂贵的燃料和持续的维护。

建造巨型离心机

除了将火箭绕圈旋转直到真正快速运转而将其扔入太空的外国概念之外,整个项目中最难吞咽的药丸是将其全部取出所需的离心机的绝对大小。事实是,您不能仅仅要求承包商为寿命更长的离心机建造一个巨大的真空室。当SpinLaunch的工程师这样做时,他们面对一个孤独的竞标者,估计价格为2000万美元,因此他们自己建造了一个。

团队花了八个月的时间,在eBay上安装了一些真空泵,并用价值50万美元的钢材建造了世界上直径第六大的真空室。第一个离心机模型虽然长40英尺,但仍然太小,无法将火箭弹弓发射到太空。尽管如此,它仍然为最终产品建立了基础设计,而最终设计将不得不更大。

原型还建立了最终离心机需要工作的一些机制。例如,一根叫做系绳的长臂将轴承连接到电机,而有效载荷则附着在系绳的末端。尽管束缚力以令人眼花izz乱的速度被圈出,但为了将所有东西都合而为一,系绳由具有强大结构完整性的材料制成,例如凯夫拉尔纤维和碳纤维。

最后,最后一台离心机实际上打破了世界上最快的旋转系统的世界纪录,这不正是您想要用游乐园Tilt-A-Whirl取代的那种东西,这要归功于其极高的加速度。

从那时起,研究小组就在离心机中测试了许多太空设备:太阳能电池,无线电系统,望远镜镜头,GPS,电池,计算机,甚至是iPhone。所有这些都可以承受离心力。

弹弓火箭

SpinLaunch说,大多数的发射工作都是由离心机完成的,因此,在这种框架下,不必以极高的效率建造火箭。当今的火箭只能处理占其总质量相对较小比例的有效载荷,因为其中大部分重量必须指定为火箭燃料。相比之下,这枚25英尺长的SpinLaunch火箭将很矮胖,能够容纳200磅的有效载荷。通过离心机发射所需的火箭燃料更少。

当火箭在离心机中旋转时,一个端口将打开一秒钟,以使火箭射出。根据公司的专利,也将释放沿相反方向旋转的配重,以防止系绳变得不平衡。滑行大约一分钟后,火箭将在大约200,000英尺的高度点燃其引擎。

届时,几乎没有大气压力可以挑战火箭的上升,因此火箭只需要大约一分钟的燃料就可以达到每小时约17,500英里的轨道速度。最后,最后10秒的燃烧将把火箭推入轨道。

如果一切按计划进行,SpinLaunch表示可以将卫星送入轨道的成本降低近20倍。要启动,该公司相信最终将能够每天最多发射五枚火箭,像SpaceX这样的公司一个月甚至都做不到。

所以…这行得通吗?

对于所有的数字运算,物理考虑因素以及为期数月的建造大型旋转厄运房的建设项目,仍然存在一个挥之不去的问题:它甚至还能奏效吗?

斯坦福大学的航空工程师胡安·阿隆索(Juan Alonso)对SpinLaunch的一位投资者进行了尽职调查,他说:“这是一种奇特的技术,当您第一次听到它时,您认为这是行不通的。” 有线。但是他检查了SpinLaunch工程师的计算,并为投资者开了绿灯。该公司已经从空中客车创投,Kleiner Perkins和GV(前称Google Ventures)等公司获得了8000万美元的投资。

尽管投资界对SpinLaunch视而不见,但一些航空航天工程师仍保持警惕。最重要的批评之一是,火箭必须在离心机内承受极高的力-记住,我们说的是重力的10,000倍-而您的典型火箭在发射时所承受的力仅是重力的五至七倍时间。

南加州大学的航空工程师丹·欧文(Dan Erwin)告诉《连线》杂志:“没有火箭能够幸免,火箭内部的电子设备也无法幸免。”

同时,SpinLaunch的一名前雇员由于不公开协议而与《连线》杂志进行了匿名采访,他说这台离心机是一台简单的机器,“任何普通的工程团队都可以将其组装在一起”。

到目前为止,SpinLaunch尚未在宇宙附近取得任何进展,而是一直在努力进行新的第一次亚轨道发射 测试地点 在新墨西哥州定于今年冬天。在此之前,我们将保持健康的怀疑态度。

资源: 有线

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