用電磁軌道發顆衞星玩玩？_風聞

　　電磁軌道炮原理

　　HowStuffWorks(知名科普網站)

　　電磁軌道炮使用洛倫茲力取代傳統的發射藥，產生巨大的動能將彈丸投射出去。現階段這種大殺器雖然還沒有正式列裝，但是中美兩國成功實驗的好消息不斷傳來。

　　聽説軌道炮炮口初速達到了驚人的3500 m/s，民間的科技小達人們突然來了精神，這不是已經接近第一宇宙速度的一半了，不如我們調整炮口，再加一把力，用來發衞星吧！

　　上海磁浮官網宣傳圖

　　電磁軌道炮，聽上去應該跟磁懸浮原理差不多。暢想一下，如果我們坐在舒適的車廂內，不用承受火箭發射時的劇烈顛簸，不用承擔火箭發射爆炸的風險…

　　2014年安塔瑞斯火箭發射失敗

　　Wikipedia

　　下面我們就來規劃一下實施細節。

　　首先，定一下發射場選址吧。考慮到軌道長度應該是幾千米量級，不如我們在珠穆朗瑪峯中心鑽個深井，這樣軌道就有良好的支撐，運氣好還能直接用上三峽的水電…

　　科拉超深井，12262米

　　未知來源

　　又或者我們修在馬裏亞納海溝，整個發射裝置浸泡在海水中，良好的冷卻…

　　美國海軍特種作戰中心於2008年1月試射電磁軌道炮

　　Wikipedia

　　考慮到在這兩個選址的高（深）度，我們的軌道長度定在8km比較合適。

　　下面小編就用自己僅有的中學物理知識做點計算，看看這個軌道的可行性…

　　電磁軌道原理示意圖

　　HowStuffWorks

　　電磁軌道發射依靠的洛倫茲力，F = i * L * B；

　　No，這有點超綱了，我們還是把模型簡化，用牛二定律來計算，並且忽略效率，假設軌道是真空，假設衞星出了軌道以後的空氣阻力可以忽略，假設軌道內全程勻加速，假設….

　　總之就是一切從簡。

　　先來兩個基本公式，然後初速度u為0，化簡得到速度、加速度與軌道長度（加速距離）的關係：

　　還是手寫來的快

　　代入第一宇宙速度7.9km/s和軌道長度8km，得到加速度是驚人的：

　　3900.6 m/s^2

　　或許這個數字你還沒什麼感覺，但是想想重力加速度只有9.8 m/s^2，也就是説8km軌道里，衞星要持續承受400g的加速度。

　　要知道，一個出色的戰鬥機飛行員在下面這種特製抗荷服的輔助下，才能挺過10g的加速度。

　　航展上展出的殲擊機飛行員防護套裝

　　中航新聞網

　　能否承受加速度的問題先放在一邊，我們再計算一下產生如此巨大加速度所需要的功率。（同前，一切簡化）

　　一頓猛如虎的操作後，小編把幾個公式都列入Excel，這樣就可以迅速調整變量，快速計算了。

　　全都是中學物理簡化公式

　　計算所得，8km電磁軌道所需要的功率是驚人的：

　　15GW

　　這個單位(GW, 10^9瓦特)估計生活中很難遇到，經過查閲資料我們得知三峽的峯值發電功率是9.8GW。

　　三峽外景圖以及內部巨大的發電機（這大傢伙一共有32台）

　　有小夥伴説了，你忽略了地球自轉線速度。好，那我們就填入上述Excel計算器，計算得到加速度降為358g；持續功率降為13.2GW，節省了約1/4個三峽的電力。

　　又有小夥伴説了，不如把人浸入深海液體，用120g的加速度發射，代入上表計算得到：軌道長度需延長到24km，發射功率也下降到了4.4GW。

　　為什麼會有這麼驚人的加速度出現？通過計算我們會發現，受限於軌道長度，持續加速時間只有約2秒，而常規化學燃料火箭發射時推進器工作時間往往在2分鐘左右。

　　篇幅所限，本文就不展開討論為建成上述軌道炮，需要什麼樣的儲能裝置，多粗的軌道，甚至需要什麼樣的導線將他們連接起來。開過電動車的小夥伴們應該有印象，幾十kW的充電線已經像胳膊一樣粗了，15GW恐怕得幾十米直徑了..

　　美國海軍特種作戰中心於2008年1月試射電磁軌道炮

　　Wikipedia

　　最後來一張軌道炮發射時的實景，這場景恐怕誰也不想坐在彈頭裏吧。

　　本文創意源自某羣的一次討論，小編才疏學淺，錯誤紕漏在所難免。

『天文時刻』 牧夫出品

微信號：astronomycn

　　哈哈，我也不知道這個圖是啥意思，就是樂呵一下