火箭已经过时。据外媒称，中国正致力于使用电磁轨道炮将波音737大小、重达50吨的载人航天器送入轨道。这个雄心勃勃的项目比乍一看更加雄心勃勃。

我们可以把它称为轨道炮、弹射器或质量驱动器，实际上，用电磁加速器取代火箭的想法是一个非常有吸引力的选择。与其用必须携带燃料的化学火箭发射，不如把尽可能多的发射系统留在地面上，同时让火箭尽可能轻，这样更有意义。

这种太空轨道炮背后的原理很简单，但细节却出奇地复杂，涉及的数字很快就变得令人生畏。如果中国能够使用这样的系统发射一架航天飞机，作为2016年开始的腾云工程的一部分，这将是历史上重大的工程成就之一。

据中国官方媒体报道，该计划是建立一个电磁发射轨道，能够将太空飞机加速到1.6马赫甚至高达5马赫的速度。一旦升空，飞行器将启动其机载火箭发动机并继续加速到轨道速度。

这不仅意味着要制造一种与轨道炮兼容的航天器，还意味着要制造一种能够将重力、振动和其他变量保持在人类乘客安全容忍范围内的发射器。美国国家航空航天局也研究过类似的系统，尽管这些系统更多地集中在坚固的设备和机器人有效载荷上，这些载荷可以承受更多的压力。

新系统由中国航天科工集团（CASIC）飞行器技术研究所开发，据报道，该研究所在山西省大同市建造了一条两公里（1.2英里）的测试轨道。从描述来看，它的大小与曾经位于内华达州拉斯维加斯外的超级高铁测试轨道大致相同，并且密封在类似的真空管中。目前，这条轨道可以达到每小时620英里（1000公里/小时）的速度，并将扩大到5倍。

要把它发展成一个合适的太空发射系统，至少可以说是令人生畏的。这不仅仅是扩大技术规模的问题，它将需要全面的重大进步，不仅在轨道炮本身，而且在其控制系统，驱动它的方式，甚至是如何构建组成它的组件。

一个问题是，要想让轨道炮的载客速度达到1.6马赫，它必须至少有5英里（8公里）长。如果达到5马赫，时间会更长。这不仅需要大量的电磁铁，它们可能需要低温冷却，而且还需要密封在有史以来最大的真空室中，这将需要巨大的泵来保持真空。这个管状腔室还需要一个非常特殊的气闸，这样飞行器才能以超音速离开。如果这不能完美地工作，可能会发生一些非常严重的事故。

然后是功率问题。用于从杰拉尔德·R·福特号航空母舰上发射战斗机的电磁轨道，使用121兆焦耳将飞机加速至每小时241公里（150英里）。为了将类似的质量加速到5马赫，中国的轨道炮需要惊人的5万兆焦耳。而计划中的太空飞机的重量至少是它的10倍。

这意味着太空轨道炮需要一个每秒产生十亿焦耳的核电站来运行，还需要一个全新的超级电容器发电机来储存能量。德累斯顿-德累斯顿霍赫费尔德-磁工局高磁场实验室拥有一台最先进的电容器组，可以处理50兆焦耳，创下世界纪录。中国的轨道炮需要将这一点改进一千倍。

这不仅需要在一些已经很先进的工程技术上取得显著的基础进步，而且需要建立一个能够制造这种机器的全新的工业基础设施。这还没有涉及到实时监控轨道炮所有子系统所需的传感器和计算机系统。

中国声称，如果轨道炮成功，它将把发射到轨道的成本降低到每公斤60美元。即使在SpaceX的每公斤3000美元的价格上，这也是一个革命性的降低。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！