中国再次让科幻成真？正在建造巨型电磁轨道炮发射空天飞机

美国太空探索技术公司（SpaceX）近日成功发射入轨的“星舰”超重型火箭，成为美国争夺全球航天发射市场的王牌武器。香港《亚洲时报》18日透露，中国在该领域也在奋起直追，但走的是另一条技术路线——利用巨型电磁轨道炮快速发射空天飞机和卫星。

报道称，在争夺速射卫星发射霸权的竞赛中，中国和美国正在推出未来技术，它们在针对卫星的战争场景中可能至关重要。“中国计划建造一门巨型电磁轨道炮，将电磁发射和高超音速飞行相结合，发射腾云空天飞机”。

港媒称，中国的目标是使用巨大的电磁轨道发射装置，将空天飞机等航天器加速到1.6马赫后，再与轨道分离，然后点燃发动机，以七倍音速进入近地轨道。报道称，中国在山西建造了一个两公里长的低真空高速磁悬浮轨道试验设施。它可以将重物推进到接近每小时1000公里的速度。未来几年，该测试装置的长度将进一步延长，以达到每小时5000公里的最高运行速度。

公开资料显示，腾云空天飞机属于可水平起飞、水平着陆并且可以多次重复使用的空天往返飞行器，设计目的是将机组人员和货物送入轨道、将卫星送入太空，或者用于执行其他任务，包括与卫星对接等。港媒称，“腾云项目展示了电磁发射技术的可行应用，以及克服高速飞行效率方面的挑战”。

按照港媒的说法，中国的空天飞机电磁轨道炮发射系统在原理上与福建舰航母采用电磁弹射系统相似，都是利用直线感应电机的直线运动来带动飞行器加速到预定速度。报道称，航母上使用的电磁弹射装置受舰上空间与动力装置最大输出功率的限制，所能达到的最大速度相对有限；而将类似设备安装在地面时则完全不存在这些问题，可以提供足够的动力装置，以发射空天飞机等更重的载荷。

之所以这种目前技术尚未成熟的电磁轨道发射装置能引起外界的重要关注，在很大程度上与它所蕴含的快速卫星发射能力有关。

俄乌冲突已经验证了“星链”这样的大规模低轨道卫星星座的战略重要性，尤其是迅速发射大量卫星的能力对于提供天基通信、情报、监视、侦察、瞄准和抗损能力至关重要。这极大刺激美国和中国研究快速部署多颗卫星的高效低成本方法。美国的解决思路是利用SpaceX的“猎鹰9”号和“星舰”火箭实现快速大批量发射卫星，其中“星舰”理论上可以一次将400颗“星链”低轨通信卫星送入轨道，远超其他国家的运载火箭。但报道认为，美国航天工业仍采用传统思路，发展大型液体燃料火箭，但它们的发射准备需要相当长的时间，还需要复杂的定位和加注燃料过程以及复杂的地面支持设备。

相比之下，为了将卫星快速送入轨道，除了电磁轨道发射装置外，“中国也在发展类似的液体燃料火箭，但更注重开发不需要复杂发射基础设施的固体燃料火箭”。

长征十一号就属于典型的固体运载火箭，它对于发射场地的要求低

笔者认为，到目前为止，包括“星舰”在内的液体燃料火箭仍然是综合运载能力、发射成本等各因素后的最优选择，只不过“猎鹰9”号和“星舰”借助可重复使用的优势，进一步大幅降低了发射成本——相比传统火箭发射价格的每公斤6000美元到1万美元，“猎鹰9”号的发射成本降低到3000美元，“星舰”则降低到900美元。固体燃料火箭的确存在发射准备时间短，对发射场地要求低等优点，但它的运载能力相对较小，主要承担战时快速补充战损卫星的任务，在实施大规模卫星星座发射时仍需要依靠液体火箭。

从这个角度看，如果电磁轨道装置发射航天器和卫星入轨的技术成熟后，这将是航天领域的划时代的成就，其发射成本将远远低于运载火箭，并且可以非常密集的频率实施高强度发射，真正具备了快速太空组网的能力。当然，目前看来该技术距离实际应用还有一段距离，除了电磁发射装备本身的一系列技术问题需要克服外，卫星和空天飞机自身也需要强化设计，以承担电磁轨道发射时的巨大加速度。

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