經常，會有那麽一幫（bāng）科技“狂人”展開他們碩大無比的腦洞，將一些奇奇怪怪的念頭畫（huà）成PPT，然後（hòu）拿到華爾街去遊說圈錢，搞到錢之後再請來科學家（jiā）、工程師和畫匠，將PPT一部分（fèn）變成現實，一部分變（biàn）成更加漂亮的PPT。你還別說，他們中的一部分還（hái）真成了，比如說（shuō）埃隆·馬（mǎ）斯克（kè）。

2015年，美國矽穀又誕生了一家名為Spinlaunch的（de）公司，其創始人聲稱他要（yào）造一台巨（jù）大的離心機，用它來（lái）把衛星甩上（shàng）天（tiān）。與傳（chuán）統的火箭發射方式不（bú）同，Spinlaunch的離心機能一天發射（shè）5次（cì），並且每次的發射成本僅有50萬美元！

50萬美元是個（gè）什麽概念？要知（zhī）道馬斯克如日中天的（de）獵鷹9號火箭每次發（fā）射收（shōu）費（fèi）6200萬美元，他已經聲稱這是“全世界”最便宜的火箭了（當（dāng）然了（le），美國人的世界不包括咱們），即便獵鷹在太空中撒土豆，它也（yě）比50萬美元貴120倍不止。

有如此（cǐ）低的發射成本（běn），Spinlaunch公司似乎前景光明，賺大錢（qián）那是遲早的（de）事。

離心（xīn）機發射衛星既然如此便宜，它是否符合科學原理呢？

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（zhè）個說法（fǎ）是錯誤的，沒有離心力，隻有離心運動和向心力。

在生活中我們經常會用到離（lí）心運動。洗衣機利用它（tā）來脫水；水泵利用它來抽水；孩子們愛吃的棉花糖就是拿離心機做的；科學家則利用高（gāo）速離心機來提純鈾；運動員利用它將鏈球扔到很遠的地方......甚至青（qīng）藏高（gāo）原放牛（niú）娃的拋（pāo）石（shí）繩也是利用離心運動（dòng）的原理來扔石頭驅（qū）趕遠處的牛（niú）群（qún）。

在物（wù）理學中，“離心力”指的是一（yī）種慣性力，在旋轉參考係中它是一個明顯向外的偽力（虛擬力（lì）），而如果你用慣性參考係來描述一個係統時，它又隻是旋轉所產生的慣性效應。

與“離心力”相反，向心力是（shì）維持物體保持旋轉運動軌跡的一種力，它的方向始終指向旋轉參考係的中（zhōng）心，力的大小與（yǔ）慣性力相等方向相反。

鏈球運動員要想（xiǎng）將鏈球扔到足夠遠（yuǎn），他得使球旋轉起來。鏈球圍繞著運動員越（yuè）轉越快，運動員拉扯鏈子的力也越來越大，這個力就是向心力，向心力（lì）F 的大小與球的（de）質量（liàng）m、鐵鏈（加手臂）的長度r 以及旋轉的角速度ω 有關，以公（gōng）式表述（shù）為：

F = mωr

這意味著球越重、鐵鏈越長，運動員需要的拉力（lì）越大，而旋轉的（de）速度則決定了獎牌的歸屬。

當然（rán）了（le），以上（shàng）隻是簡便的（de）分析，目的在於讓你更直觀地理（lǐ）解離心運動。實際上鏈球（qiú）運（yùn）動（dòng）員要（yào）考慮的還有很多，她不僅要使身體盡量（liàng）快地旋（xuán）轉，還需要考慮出手時機以及出手時的角度等等。

Spinlaunch公司在（zài）它的PPT裏重點考慮（lǜ）的是（shì）速（sù）度，因為隻有讓航天器超過7.9km/s的第一宇宙速度才有可能讓它逃脫地球的引力進入太空（kōng）。

Spinlaunch公司是怎麽做的呢？

從Spinlaunch公（gōng）開的資料看，他們打算建造一台巨大的離心機，離心機的中間（jiān）有一條長達數十米（mǐ）的旋臂，旋臂的（de）一（yī）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。

當旋臂（bì）在離心機中（zhōng）一點點加（jiā）速，航天器的切（qiē）線速度將超過音速，而在其速度（dù）超過23倍音速時（shí）與旋臂脫離，使其從（cóng）一個發射口射（shè）出去（qù），從而飛向太空。

當鏈球運（yùn）動員大吼一（yī）聲將鐵球投擲出去（qù）時，一切都顯得很完美。Spinlaunch公司也似乎隻需要靜靜等待飛船進入太空就完事了。然而事情真的如想象一般簡（jiǎn）單（dān）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的離心發射器如何才能克服空氣（qì）阻力？

我們生活在地球上，空氣是我們周圍不可或缺又無處不在的東西。從數學（xué）的角度，你確（què）實能以7.9公裏/秒的速度將衛星扔（rēng）到近地軌道上去；但（dàn）在物理角度這不可能實現，因為粘（zhān）稠的空氣會與衛星表麵摩擦，將（jiāng）其勢能轉化為熱能，要不了幾（jǐ）秒鍾它就（jiù）變成一團隆隆作響的火球（qiú）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倍音速的空氣摩擦中長時間幸存，更不要談“一天（tiān）發射5次”了。如果為了減少空氣阻力將離心機抽（chōu）成真空，航天器在發射隧道打開的瞬間也將（jiāng）麵臨災難（nán），因為這與撞到水泥（ní）牆並沒（méi）有什麽區別。

問題（tí）二：航天（tiān）器如何克服強大的過載？

好吧，Spinlaunch說他們抽真（zhēn）空，我們（men）不考慮離心機裏的空氣阻（zǔ）力。

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

先求角速度 ：

ω = v / r = 8000 ÷ 100 = 80 rad/s ；

1 rad ≈ 57.3° ；

因此離（lí）心機（jī）旋臂（bì）的轉速應（yīng）該大於12.73圈/秒。

假（jiǎ）設一個質量為100千克的航天器將從離心機裏發射（shè），它要承受的G力大約相當於旋（xuán）臂對它的拉力：

F = mωr = 6400000 N

也（yě）就是說，這個航天器在離心（xīn）機裏將要承（chéng）受（shòu）超過其自身重量64萬倍的側向過載。

你知道有哪個電子產品可以承受如此巨（jù）大的過載嗎？沒有。更何況這麽大的過載是作用於航天器的側（cè）向（xiàng）而不是縱向，它早就被擠扁了。

問題三：航（háng）天器如何克服音爆（bào）？

我們知道當（dāng）飛機跨音速飛行時，它會壓縮前方的空（kōng）氣，空氣（qì）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，還有可能損害人們的聽力。

你能想象一個巨（jù）大的旋臂帶著飛船在一個封閉狹窄的離心機裏超音速旋轉時的振動波嗎？它所引發的強大聲波會摧毀離心機裏的一切，甚至包括離心機本身。

諸如此類的問題還有（yǒu）很多，比如（rú）航天器的軌（guǐ）道（dào）控製（zhì）如何實（shí）現等等，限於篇幅（fú）就不一一