誰也不能否認，美國是一個經常誕生奇跡的地方

經常，會有那麽一幫科技“狂人（rén）”展開他們碩大無比的腦洞，將一些奇奇怪怪的念頭畫成PPT，然後拿（ná）到華爾街去遊說圈錢，搞到錢之（zhī）後再請來科學家、工程師（shī）和畫匠，將PPT一（yī）部分變成現實（shí），一（yī）部（bù）分變（biàn）成（chéng）更加漂亮的PPT。你還別說，他們中（zhōng）的一部（bù）分還真成了，比如說埃隆·馬斯克。

2015年，美國矽穀又（yòu）誕生（shēng）了一（yī）家名為Spinlaunch的公司，其創始人聲稱他要造（zào）一台（tái）巨大的離心機，用它（tā）來把衛星甩上天。與傳統的火箭發（fā）射方式不同，Spinlaunch的離（lí）心機能一天發射5次，並且每次的發射成本僅有50萬美元！

50萬美（měi）元是個什麽概念（niàn）？要知道馬斯克如日中天的獵鷹9號火箭每次發（fā）射收（shōu）費6200萬美元，他已（yǐ）經聲稱（chēng）這是“全世界”最便宜的火箭了（當然了（le），美國人的世界不包括咱們（men）），即便（biàn）獵鷹在太空中撒土豆（dòu），它也比50萬美元貴120倍不（bú）止。

有如此（cǐ）低的（de）發射成本，Spinlaunch公司（sī）似乎前景光明，賺（zuàn）大錢那是遲（chí）早的事。

離心機發射衛星既然如此便宜，它（tā）是否符（fú）合科學原理呢？

離心運動的科學

學過高中物理的同學多半會告訴你：“離心力”這個說法是錯誤（wù）的，沒有離心力，隻有離心運動和向心力（lì）。

在生活中我們（men）經常會用到離心運動。洗衣機利用它（tā）來脫水；水泵利用它來抽水；孩子們愛吃的（de）棉花糖就是拿離心（xīn）機做的；科學家則利（lì）用高速離心機（jī）來提純鈾；運動員利用它將鏈球扔到很遠的地（dì）方......甚至（zhì）青藏高原放牛娃的拋石繩也是利（lì）用離（lí）心運動的原理來扔石（shí）頭驅（qū）趕遠處的牛群（qún）。

在物理學中，“離心（xīn）力”指（zhǐ）的是一種慣性力，在旋轉參考（kǎo）係中它是一個明顯向外的偽力（虛擬力），而如果你用慣性參考係來描述一個係統（tǒng）時，它又隻是旋轉所（suǒ）產生（shēng）的慣性（xìng）效應。

與“離心力”相（xiàng）反，向心力是維持物體保持旋（xuán）轉運動軌跡的一種力，它的方向始終指向旋轉參考係的（de）中心，力的大小與慣（guàn）性力相等方（fāng）向相反。

鏈球運動員要想將鏈球扔到足夠遠，他得（dé）使球旋轉起來。鏈球圍繞著（zhe）運動（dòng）員越轉越快，運動員拉（lā）扯鏈子的力也越來越大，這個力就是（shì）向（xiàng）心力（lì），向心力F 的大小與球（qiú）的質量m、鐵鏈（加手臂）的長度r 以及（jí）旋轉的角速度ω 有關，以公式表（biǎo）述為：

F = mωr

這意（yì）味著球越重、鐵鏈越長，運動（dòng）員需要的拉力越大，而旋轉的速度則決（jué）定了獎（jiǎng）牌（pái）的歸屬。

當然了，以上隻（zhī）是簡便的分析，目的（de）在於讓你更直觀（guān）地理解離心運動。實際上鏈球運動員（yuán）要考（kǎo）慮的還有很（hěn）多，她不僅要使身體（tǐ）盡（jìn）量快地旋轉，還需要考慮出（chū）手時機以及出手時的角度等等（děng）。

Spinlaunch公司在它的PPT裏重點考慮（lǜ）的是速（sù）度（dù），因為隻有讓航（háng）天器超過7.9km/s的第一（yī）宇宙速度才有可能讓它逃脫（tuō）地球的引力進入（rù）太空。

Spinlaunch公司是（shì）怎麽做的呢？

從Spinlaunch公開的資料看，他們打算建造一台巨大的（de）離心機，離心機的中間有一條長達（dá）數（shù）十米的旋臂，旋臂的一端固定將要發射的航天器，為了克服空氣阻力，航天器將製成長長的箭形。

當旋（xuán）臂在離心機中一點（diǎn）點加速，航天器（qì）的切（qiē）線速度將超過（guò）音速，而在其速度超過23倍音速（sù）時與旋臂脫離，使其從一個發射口射出去，從而飛（fēi）向太空。

當鏈球運動員（yuán）大吼一聲將鐵球投擲出去時，一切都顯得很完美。Spinlaunch公司也（yě）似乎隻需要靜靜等待飛船進入（rù）太（tài）空就完事了（le）。然而事情真的如想象一般簡單嗎？

回答是：No ！

Spinlaunch公司顯然需要解決許多常識性的問題。

問題一：Spinlaunch的離心發射（shè）器如何才能克服空氣阻力？

我（wǒ）們生活在地球上，空氣（qì）是我們周（zhōu）圍不可或缺又無處不在的東西。從數學的角度，你確實能以7.9公裏/秒的速度將衛星扔到近（jìn）地軌道（dào）上去（qù）；但在物理角（jiǎo）度這不（bú）可能實現，因為（wéi）粘稠的空氣會與衛星表麵摩擦，將其勢能轉化為熱能，要不了幾秒鍾它就變成一團隆隆作響的火球墜落在地麵（miàn）上。

離心機的旋臂同樣需要克服強大的空氣阻力，沒有一種材料可以在23倍音速（sù）的空氣摩擦中長時間幸存，更不要談“一天發射（shè）5次”了。如果為了（le）減（jiǎn）少空氣阻力將離心（xīn）機抽（chōu）成真空，航天器在發射隧道打開的瞬間也（yě）將麵臨（lín）災難，因為這與撞到水泥牆並沒有（yǒu）什麽區別。

問題（tí）二：航天器如何克服（fú）強大的過載？

好吧，Spinlaunch說他們抽真空，我們不考慮離心機裏（lǐ）的空（kōng）氣阻力。

假設離心機最終發射速度為8km/s，旋臂長度為100米（圖片中是50米（mǐ）），航天器需要（yào）承受多少個G的加速度？

先求角（jiǎo）速度 ：

ω = v / r = 8000 ÷ 100 = 80 rad/s ；

1 rad ≈ 57.3° ；

因此離心機（jī）旋臂的轉（zhuǎn）速應該大於12.73圈/秒。

假設一個質量為100千克的航天器將從（cóng）離心機裏（lǐ）發射，它要承受（shòu）的（de）G力大約相當於旋（xuán）臂對它的拉力：

F = mωr = 6400000 N

也就是說，這個航天器在離心機裏將要承受超過其自身重量64萬倍的（de）側向過（guò）載。

你知道有哪個電子產品可以承受如此巨大的過載嗎（ma）？沒有。更何況這麽大的過載是作用於航天器的側向而（ér）不是縱向，它早（zǎo）就（jiù）被擠扁了。

問題三：航天器如何克服音（yīn）爆（bào）？

我們知道當飛機跨音速飛行時，它會壓（yā）縮前（qián）方的空氣，空氣激波會產生音爆現象。飛行員一般不被允許在低空做超音速飛行，它會震碎沿途（tú）的窗戶玻璃，還有可能損害人（rén）們（men）的聽（tīng）力。

你能想象一（yī）個巨大的旋臂（bì）帶著飛船在一個封閉狹窄的（de）離心機裏超音速（sù）旋轉時的（de）振動波嗎？它所引發的（de）強（qiáng）大聲波會摧毀離心機裏的一切，甚（shèn）至包括離心機本身。

諸如此類的問題還有很多，比如（rú）航天器的軌道控製如何實現等等，限於篇（piān）幅（fú）就不一（yī）一贅述了。

科學來不得（dé）半（bàn）點忽（hū）悠

邁克·沃爾在Space.com網（wǎng）站的一篇文章標題直接揭示了問題的本質：《鬼鬼祟祟的太空（kōng）創業公司SpinLaunch又從投資者那裏騙到了3500萬美元》。

從目前已知的科學常識來看，SpinLaunch將衛星“甩”上太空是一個不可能實現的幻想。不要說他們幾乎不（bú）可能將（jiāng）一個航天器通過離心（xīn）機加速到第一宇宙速度，即便是達到這個速度，航天器也（yě）將在稠密的空氣中（zhōng）迅速減速、發熱並（bìng）燒毀；如果離心機隻是將運（yùn）載火箭加速到音速再將其扔到高空點（diǎn）火發射，他們也需要考慮為火箭專門設計一套極其堅固可靠的發動機和燃料（liào）箱，其成本也遠不（bú）隻是50萬美元了。

不過用離心運動的原理發射炮彈或別的什麽東西或許值得試（shì）一試，SpinLaunch已經獲得了幾家企業8000萬美元的投資（zī），他們想到的應該比科（kē）學（xué）更多吧？