經常，會有那麽一幫科技（jì）“狂人”展開他們碩大無比的腦（nǎo）洞，將一（yī）些奇奇怪怪的念頭（tóu）畫成PPT，然後拿到華爾街去遊說圈錢，搞到錢（qián）之後再請（qǐng）來（lái）科學家、工（gōng）程師和畫匠，將PPT一部分變成現實，一部分變成（chéng）更加漂亮的PPT。你還別說，他們中的一部分還真成（chéng）了，比如說埃隆·馬（mǎ）斯克。

2015年，美（měi）國矽穀又誕生了一家名為Spinlaunch的公司，其（qí）創始人聲稱他要造一台巨大的離（lí）心機，用它來把衛星甩上（shàng）天（tiān）。與傳統的火箭發射方式不同，Spinlaunch的離心機能一天發射5次，並且每次的發射成本僅有50萬美元！

50萬美元（yuán）是個什麽概念（niàn）？要知道馬斯克（kè）如日中天的獵鷹9號（hào）火箭每（měi）次發射收費6200萬美元，他已經（jīng）聲（shēng）稱這是“全世界”最（zuì）便宜的火箭了（當然了，美（měi）國人的世界不包括咱們），即（jí）便獵鷹在太空中（zhōng）撒土豆，它也比50萬美元貴120倍不止（zhǐ）。

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（fǒu）符（fú）合科學原理呢？

離心運動的科學

學過高中物理的同（tóng）學多半會告訴你：“離心力”這個說法是錯誤的，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心（xīn）運動。洗衣機利用它來（lái）脫水；水泵利用（yòng）它來抽水；孩子們（men）愛吃的棉（mián）花糖就是拿離心機做的；科學家則（zé）利用（yòng）高速離心機來提純鈾；運動員利用它將鏈球扔到很遠的地方......甚至（zhì）青藏高原放（fàng）牛娃的拋石繩（shéng）也是（shì）利用離心運動的原理來扔石頭驅趕遠處的牛群。

在物理學中（zhōng），“離心力”指的（de）是一種慣性（xìng）力，在旋轉參考係中它是一（yī）個明顯向外的偽（wěi）力（虛擬力），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（guàn）性效應。

與“離心力”相反，向心力是（shì）維（wéi）持物體保持旋（xuán）轉運動軌（guǐ）跡的一種力，它的方向始終指向旋轉參考係的中心，力的大小與慣性（xìng）力相等方向相反。

鏈球運動員要想將鏈球扔到足夠遠（yuǎn），他得使球旋轉起（qǐ）來。鏈球圍繞著運動員越轉越快，運動（dòng）員拉扯（chě）鏈子的力也越來（lái）越大，這個力就是向心力，向（xiàng）心力F 的大小與球（qiú）的質量m、鐵鏈（加手臂）的長度r 以及旋轉的角速度ω 有關，以公式表述為：

F = mωr

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

當然了，以上隻是簡便的分析，目的在於（yú）讓你更直觀地（dì）理解離心運動。實際上鏈球運（yùn）動員要考（kǎo）慮的還有很多，她不僅要（yào）使身（shēn）體盡量快地旋轉，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裏重點考慮的是速度，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。

Spinlaunch公司是怎麽做的呢？

從Spinlaunch公開的資料看，他們打算（suàn）建（jiàn）造一台巨大（dà）的離心機，離心機的中（zhōng）間（jiān）有一條長達數十米的旋臂（bì），旋臂的（de）一端（duān）固定將（jiāng）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（dāng）旋臂在（zài）離心機中一點點（diǎn）加速，航天（tiān）器的切線速度（dù）將超過音速，而在其速度超過23倍音速時與旋臂脫離，使其從一個發射口射出去（qù），從（cóng）而飛向太空。

當鏈球運動員大吼一（yī）聲將鐵球投擲出去時，一切都顯（xiǎn）得（dé）很完美。Spinlaunch公（gōng）司也似乎隻（zhī）需要靜靜等待飛（fēi）船進入太空就完事了（le）。然而事（shì）情（qíng）真的如想象一般簡（jiǎn）單嗎（ma）？

回答是：No ！

Spinlaunch公司顯（xiǎn）然需要解決（jué）許多常識性的問題。

問題一：Spinlaunch的離（lí）心發射器如何（hé）才能克服空氣阻力？

我們生活在地球（qiú）上，空氣（qì）是我們（men）周圍不可或缺又無處不在的（de）東西。從數學的（de）角度，你確實能以7.9公裏/秒的速度將衛星扔到近地軌道上去；但在物理角度這不可能實現（xiàn），因為粘稠的空氣會與衛星表麵（miàn）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上。

離（lí）心機的旋（xuán）臂同樣需要克服強大的（de）空氣阻力，沒（méi）有一種材料可以在23倍音速的空氣摩（mó）擦中長時（shí）間幸（xìng）存，更不要談（tán）“一天發射5次”了。如（rú）果為了減少（shǎo）空氣阻（zǔ）力將離心機（jī）抽成真空，航天器在發（fā）射（shè）隧道（dào）打開的瞬間也將麵（miàn）臨災難，因為這（zhè）與撞到水泥牆並沒（méi）有什麽（me）區別。

問題二：航天器如何克服強大的過載？

好吧，Spinlaunch說他們抽真空，我們不考慮離心機裏的（de）空氣阻力。

假設離心機最終發射速度為8km/s，旋臂長（zhǎng）度為100米（圖片中是50米），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（yú）12.73圈/秒。

假設一個質量為100千克（kè）的航（háng）天器將從（cóng）離心機裏發射，它要承受的（de）G力大約相當於旋（xuán）臂對它的拉力（lì）：

F = mωr = 6400000 N

也就是說，這個航天器在離（lí）心機裏將要承受超過其自身（shēn）重量（liàng）64萬倍的側向過載（zǎi）。

你知道有哪個（gè）電子（zǐ）產（chǎn）品可以承受如此巨（jù）大的（de）過（guò）載嗎？沒有。更何況這麽大的過載是作用於航天器的側向而不是縱向，它早就被擠扁了。

問題三：航天器（qì）如何克服（fú）音爆？

我們知道當飛機跨音速飛行時，它會壓縮前方的空氣，空氣激波會產生音爆現象（xiàng）。飛行員一般不被允許在低空做超音（yīn）速（sù）飛行（háng），它會震碎沿途（tú）的窗（chuāng）戶玻璃，還有可能損害人們（men）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（xīn）機（jī）裏超音（yīn）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（qiē），甚（shèn）至（zhì）包括離（lí）心機本身。

諸如此（cǐ）類的問題還有很多，比如航天器的（de）軌道控製如何實現等等，限於（yú）篇幅就不一一（yī）