誰也（yě）不能否認，美國是一（yī）個經常誕生奇跡的地方

經常（cháng），會有（yǒu）那麽（me）一幫科技“狂（kuáng）人”展開他們碩大無比的腦洞，將一些奇奇（qí）怪怪的念頭畫成PPT，然後拿到華爾（ěr）街去遊說（shuō）圈錢（qián），搞到錢之後再請來科學家、工程師和畫匠，將PPT一（yī）部分變成現實，一部分變成更加漂亮的PPT。你還別說（shuō），他（tā）們中的一（yī）部分還真成了（le），比如說埃隆·馬斯克（kè）。

2015年，美國矽穀（gǔ）又誕生了一家名為Spinlaunch的公司，其創始人聲稱他要造一台巨大的離心機，用它來把衛星甩上天。與傳統的火箭發射方式不同（tóng），Spinlaunch的離心機能一天發射5次（cì），並且每（měi）次的發射成本僅有50萬（wàn）美元！

50萬美元是個什麽概念（niàn）？要知道馬斯克如日中天的獵（liè）鷹9號火箭每次發射收費6200萬美元，他已經聲稱這是“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），即便獵鷹（yīng）在太（tài）空中撒土豆，它也比50萬美元貴120倍（bèi）不止。

有如此低的發射成本，Spinlaunch公司似乎前景光明，賺大錢那是遲早的事。

離心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（wù）理的（de）同學多半會告訴你：“離心力”這個說法是錯誤的，沒有離心（xīn）力，隻有離心運動和向心力。

在（zài）生活（huó）中我們經（jīng）常會用（yòng）到離心運動。洗衣機利用它來脫（tuō）水；水（shuǐ）泵（bèng）利用它來抽水；孩子們愛（ài）吃的（de）棉花糖就是拿離心（xīn）機（jī）做的；科學家（jiā）則（zé）利用高速離心機來提純鈾；運動員利用它將鏈球扔到很遠的地（dì）方......甚（shèn）至青（qīng）藏高原（yuán）放牛娃的拋石繩也是利用離心（xīn）運動的原理來扔（rēng）石頭（tóu）驅（qū）趕遠處的牛群。

在物理學（xué）中，“離心力”指的是（shì）一種慣性力，在（zài）旋轉參考（kǎo）係中（zhōng）它是一個明顯向外的偽力（虛擬力），而如果你用慣性參（cān）考係來描述一個（gè）係統時，它又隻是旋轉（zhuǎn）所產生的慣性效應。

與“離心力”相反，向心力是維持物體保持旋轉（zhuǎn）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，力的大小與慣性力相等方向相反。

鏈（liàn）球運動員要想將鏈球扔（rēng）到足（zú）夠遠，他得使球旋轉起來（lái）。鏈球圍繞著運動員越轉越快，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F 的大小與球的質量m、鐵鏈（加手臂）的長度r 以（yǐ）及旋轉的角速度ω 有關，以公式表述為：

F = mωr

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

當然了，以（yǐ）上隻是簡便的分析，目的在於讓你（nǐ）更直觀地理解離心運動。實際上鏈球運動員要考慮的還有（yǒu）很多，她不僅要使身體盡量快地旋轉，還需要考慮出手（shǒu）時機以（yǐ）及出手時的（de）角（jiǎo）度等等。

Spinlaunch公司在它的PPT裏（lǐ）重點考慮的是速度，因為隻有讓航天器（qì）超過7.9km/s的第一宇宙（zhòu）速度（dù）才有可能讓它逃脫地（dì）球（qiú）的引力進入太空。

Spinlaunch公司是怎麽做的呢？

從Spinlaunch公開的資料看，他（tā）們打算建造一台巨大（dà）的離心機，離心機的中間有一條長達數十米的旋臂，旋臂的一端固（gù）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（zhǎng）的箭（jiàn）形。

當旋臂在（zài）離（lí）心機中一點點加速（sù），航（háng）天器的切線速度將（jiāng）超過音速（sù），而在（zài）其速度超過（guò）23倍音速（sù）時與旋臂脫離，使其從一個發射口射出去，從而飛向太空。

當鏈（liàn）球運動員大吼一聲將鐵球投（tóu）擲出去時，一（yī）切都顯得（dé）很完美（měi）。Spinlaunch公司也似乎隻（zhī）需（xū）要靜靜等待飛船進入太空就完（wán）事了。然而事情真（zhēn）的如想象一般簡（jiǎn）單嗎？

回答（dá）是：No ！

Spinlaunch公司顯然需要解決許多常識性的問（wèn）題（tí）。

問（wèn）題一：Spinlaunch的離心發射器如何才能克服空氣阻力？

我們生活在地球上（shàng），空氣是我們周圍不可或缺又（yòu）無處不（bú）在的東西。從數學的角度，你確實能以7.9公裏（lǐ）/秒的速度將衛星扔到近地軌道上去；但在物理角度這不（bú）可能實現，因為粘稠的（de）空氣會與衛星表麵摩（mó）擦，將其勢能轉化為熱能，要不了（le）幾秒鍾它就變成一團隆隆作響的火球墜落在地麵上。

離（lí）心機的旋臂同（tóng）樣需要克服強大的空氣阻力（lì），沒有一種材料可以在23倍（bèi）音速的（de）空（kōng）氣摩擦中（zhōng）長時間（jiān）幸存（cún），更（gèng）不要談“一天發射5次”了。如果為了減少空氣阻（zǔ）力將離心機抽成（chéng）真空，航天器在發射隧（suì）道打（dǎ）開的瞬間也將麵臨災難，因為這與撞到水泥牆並沒有什麽（me）區別。

問題二：航天器如何克服強大（dà）的過載？

好吧，Spinlaunch說他們抽真空，我們不（bú）考慮離心機（jī）裏的空氣阻力。

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

先求角速度 ：

ω = v / r = 8000 ÷ 100 = 80 rad/s ；

1 rad ≈ 57.3° ；

因此離心機旋臂的轉速應該大於12.73圈/秒。

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

F = mωr = 6400000 N

也就（jiù）是說，這個航天器（qì）在離心機裏將（jiāng）要承受（shòu）超過其（qí）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（rú）此巨大的過載嗎？沒有。更何況（kuàng）這麽大的過載是作用於航天器的側向而不是縱（zòng）向，它早就被擠扁了。

問題三：航天器如何克服音爆？

我們知（zhī）道（dào）當飛機跨音速飛行時，它會壓縮前方的空氣，空氣激波（bō）會產生音爆現象。飛行（háng）員一般不被允許在低空做超音速飛行，它（tā）會震碎沿途的窗戶玻璃，還有可能損害人們的聽力。

你能想象一個巨大的旋臂帶著飛船在一個封閉狹窄的離心機裏超音（yīn）速旋轉時的振動波（bō）嗎？它所引發的強大聲波會摧毀離（lí）心機裏的（de）一切（qiē），甚（shèn）至包括離心（xīn）機本身。

諸如此（cǐ）類的問題（tí）還有很多，比如航天器的軌（guǐ）道控製如何實現等等，限於篇幅就不一一贅述了。

科學來不得半點忽悠

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

從目前（qián）已知的科學常識來看，SpinLaunch將衛（wèi）星“甩”上太空是一個不（bú）可能實現的幻想。不要說他（tā）們幾乎不可能將一個航天器通過離心機（jī）加速到第一宇宙速度，即便是達到這個速度，航天（tiān）器（qì）也將在稠密（mì）的空氣（qì）中（zhōng）迅速減（jiǎn）速、發（fā）熱並燒毀；如果離心（xīn）機隻是將運（yùn）載火箭加速到音速再將其扔到高空點火發射，他們也（yě）需要（yào）考慮為火箭專門設計一套（tào）極其堅固可靠的發動機和燃料箱，其成本也遠不隻是50萬美元了。

不過（guò）用離心運動的（de）原（yuán）理發射炮彈（dàn）或別的什麽東西或許值得試一試（shì），SpinLaunch已經獲得了幾家企業8000萬美元的投資，他（tā）們（men）想到的應（yīng）該比科學更（gèng）多吧？