在沙漠放个巨型“鼓风机”，就能筹集1.5亿，听起来像是天方夜谭，但如果放在太空研发方面，就不会少见多怪了。2014年成立的Spin Launch尝试了有史以来最“直球”的火箭发射方式：把火箭“抡”出去，凭借离心力将卫星送入轨道。


该公司已经筹集了大约1.5亿美元。支持者包括空客（Airbus）和谷歌（Google）的投资部门，以及美国国防部（U.S. Department of Defense）下属的国防创新部门（Defense Innovation Unit）。在第十次亚轨道加速器飞行试验中，Spin Launch成功发射了来自 NASA、空客、康奈尔大学等的有效载荷。


人类利用离心力投掷物品的历史由来已久，古罗马时期的抛石机、一战期间的投掷炸弹装置，乃至当今体育界的掷球运动。但在21世纪，一个更大胆的想法诞生了：通过巨型离心机将卫星等抛向宇宙。


这不仅能够提高发射频率，还可以大幅缩减发射的成本，并且十分环保。Spin Launch如何凭借这一想法获得众多机构的青睐？和传统火箭相比，“抡”火箭的妙处在哪？Spin Launch面对的现实问题与未来规划如何？


以下，Enjoy:


Spin Launch：筹集1.5亿美元，背后无数金主撑腰


在沙漠中放了个巨型“鼓风机”，就筹集了1.5亿美元。这家叫 Spin Launch 的公司，据说打造出了有史以来最“直球”的火箭发射方式：把火箭“抡”出去，凭借离心力将卫星送入轨道……


其实，Spin Launch早在2014年就在美国成立了，创始人乔纳森·亚尼自称打造的这套装置“是使用地面系统将运载火箭加速到高超音速的截然不同的方式”，在过去几年里，一直鲜为人知，直到2021年，情况发生了巨变。


2021年，该公司打造了一块飞行测试设施基地，建立起一座类似鼓风机的建筑“亚轨道加速器”，第一次垂直测试还成功了，使Spin Launch名声大噪。


将进军商业航天发射市场作为目标，Spin Launch渴望打造的成熟技术，很具有军事潜力，因此也收获了不少追随者。


截至目前，Spin Launch的支持者包括空客（Airbus）和谷歌（Google）的投资部门，以及美国国防部（U.S. Department of Defense）下属的国防创新部门（Defense Innovation Unit）。据美国“太空”网站报道，五角大楼也已经对Spin Launch的技术产生了浓厚的兴趣。


为什么一个听起来比较夸张的想法能够得到这么多支持呢？


因为发射卫星的成本实在是不低！


微纳卫星的需求不断上升，研发和生产线成本逐渐降低，单颗造价也随之下降。所以，降低卫星的发射成本成了棘手的新问题。技术的发展使许多火箭已经成为了可回收的模样，甚至可以重复利用10次以上。我们所熟知的，美国太空探索技术公司（SpaceX）预计：一箭60星的话，每颗卫星的发射成本在50万美元左右，如能实现一箭400星，成本将降低至每颗7万～8万美元。


Spin Launch，直译过来为“旋转发射”，其螺旋发射技术确实在降低成本方面另辟蹊径。


Spin Launch 基于地面的电动动力发射系统，借由电力驱动，打造巨型加速器。亚轨道加速器的设计运行速度为每小时 800 至 5000 英里。在加速器中，飞行器会通过高速的旋转被推进至超高音速，随后发射，飞向太空，就像掷铁饼一样。


Spin Launch 系统完成抛向高空的动作后，第二级火箭就可以接管并将它们最终推入轨道。这样一来，飞行器不仅能离开地球的大气层，且与传统火箭发射相比，使用电力加速器进行推动，还能将燃料使用量减少四倍，成本降低 10 倍，同时每天还能将多个有效载荷送入轨道。


Spin Launch创立之初，被业内人士和网友们笑称为“脑洞大开”，但逐渐作出一些实打实的尝试。


2022年3月，Spin Launch被《时代》杂志评为2022年最具影响力的100家公司之一，还成功获得7100万美元B轮融资，累计融资1.5亿美元。2023年，Spin Launch还被Fastcompany评为最具创新力的太空公司之一。目前，Spin Launch 完成了第十次亚轨道加速器飞行试验，成功发射了来自 NASA、空客、康奈尔大学等的有效载荷。毫无疑问的是，比起传统火箭所使用的燃料，Spin Launch不仅成本更低，在环境保护方面也大有所为，得到了越来越多环保主义者的支持。


Spin Launch怎么“抡”火箭？和传统发射有什么区别？


让我们先复习一下传统的火箭发射流程：


首先，需要将火箭在发射台固定好，地面人员全部就位，开始倒计时。随后，开始点火，利用燃烧瞬间产生的反作用力，将火箭垂直推向高空。再通过助推器、程序进行转弯，使火箭得以进入预定的运行轨道。


这一整套流程中，地面人员需要实时监测飞行状态，同步进度。比如“ XXXX 遥测信号正常 ”。


最后，星箭成功分离（卫星和火箭分离），才算整个发射彻底完成。



接着，是Spin Launch的“掷铁饼”式发射：


图|Spin Launch官网


Spin Launch的装置，外形神似钟表盘，内部则装有处于真空中、由电力驱动的离心机。   


被发射物固定在“钟表指针”上，持续加速旋转到数倍音速，搭配一个平衡器反向旋转。当达到设定速度后，运载器便会冲破发射筒顶部薄膜，刹那间被抛向高空。   


随后，启动火箭发动机，向预定轨道前进，直到成功释放卫星。


图|Spin Launch官网


如果都要用体育运动进行概括，传统火箭发射起步像是铅球，Spin Launch 则更像掷链球。


Spin Launch 的发射方式。图|差评


传统火箭的发射方式。图|差评


2021年，Spin Launch完成了第一次试发射。Spin launch 还在 YouTube 频道发了一个《初次试发射》的介绍视频。


视频|Youtube @Spin Launch


Spin Launch 在火箭上也安装了摄像头，可以更清楚地看到整个升空过程。


视频里火箭名副其实地一直在螺旋上升，飞行距离也足够可观。


视频|Youtube @Spin Launch


相比之下，传统火箭发射的发射视角则更加平稳。


SpaceX 星舰 SN15


这一成功让Spin Launch成了各大科技公司炙手可热的合作对象，连NASA都给它寄了合同。



在第十次亚轨道加速器飞行试验中，Spin Launch成功发射了来自 NASA、空客、康奈尔大学等的有效载荷。


此次测试的成功，说明标准卫星组件能够兼容该公司的发射系统。事实上，有效载荷需要在加速器中以10000G的加速度加速到8000公里每小时。NASA 的有效载荷包含了陀螺仪、磁力计、加速度计等传感器，捕获了关键的发射和飞行数据。


该系统能够较大程度减少传统火箭发射所需的燃料，降低成本、提高发射频率，并且更加环保，甚至将单次发射价格将降至50万美元以下。由于结构简单、尺寸也将更小。


图|Spin Launch官网


对比SpaceX，Spin Launch受外界的关注可谓旗鼓相当，连网友都在Spin Launch的官方推特下调侃道，“嘿！马斯克，买这个！”



Spin Launch的现在与未来


一切看起来都非常顺利，但Spin Launch始终面临着不少现实问题：太重的火箭，能扔动吗？宇航员的身体，考虑过吗？


几十吨甚至几百吨重的火箭，单纯凭借离心力起飞，靠谱吗？并且，真空离心环境中，力的作用会产生变化，难以保证火箭的形态是否如初。


参考影视剧中8倍速的离心，尚且如此，如果应用到火箭身上，怕是更加严重。


第一次试飞使用的A-33 亚轨道质量加速器，发射时速达到 1600 公里 / 小时，能飞往 7620 米的高空。


显然，距离传统火箭16000+公里/小时和万米高空的程度，水平有待提高。但研发人员表示，A-33只用了20%的水平，后续研发中，会有更大的轨道，以更高的速度，推动更沉的卫星，并且，选用碳纤维材料，硬度够强、重量轻，一切都值得拭目以待。



如果Spin Launch真正做到将火箭“抡”上太空，意义非常。这是火箭发射走向高效标准化的重要尝试。只要固定发射流程，定制运载火箭，接收科技公司订单，派送上天，一套流水线下来，时间和经济成本都大幅度下降，对于科研也有重要推进作用。


目前，Spin Launch 能满足美国空军及太空部队和导弹防御局的部分要求，这些部门在某些情况下，也需要将小型卫星送入太空。快速将航天器发射升空对军事行动具有特殊意义。中大型卫星往往目标明显，易受动能武器、空间碎片的威胁。


而成群结队的小卫星，完全可以排列组合，打组合拳，像大卫星一样配合出击，这时，Spin Launch的尝试就意义重大。


从Spin Launch的官方推特来看，除了科技公司的大力支持，一位又一位专家不断加入，放眼望去，连续几条都是“我们有幸接待XX国会议员、军事委员会副主席……”“我们很高兴宣布航天资深人士XXX加入”“我们很高兴宣布航天先驱XXX加入”“我们很荣幸被认为是2023年十大最具创意的太空公司……”


似乎在各类展会、奖项中，Spin Launch已经找到了努力的方向。而Spin Launch的首次商业发射，预计在2024～2025年实现。首席执行官乔纳森·亚尼称，离心加速器可以将进入轨道所需的燃料减少75%，成本降低90%。


一旦所说的最终版系统就绪，Spin Launch将在沿海地区寻找能够支持每天数十次发射的设施。在不动用大型火箭的前提下，高频率的发射将大大拉低有效载荷送入太空的成本。


Spin Launch的尝试让科技公司看到了螺旋发射未来不可估量的前景。从完成更重的火箭发射，到载人尝试，还原了一代又一代太空人从无到有的探索历程。


每一代人都在克服技术难关，矢志不渝地筑梦星辰大海。每一次对太空的叩问，都是下一次探索的开始。


让我们始终对科学前哨抱有期待，相信创新的跋涉必有结果。


参考资料：

综合汇编自Youtube、Google、bilibili、SpinLaunch官网、百度百科等

马斯克又有新对手了！Spin Launch公司使用离心机将卫星抛向宇宙实现发射效果！by科技圈

长这么大，我还是第一次看到火箭被抡飞...... by差评


本文来自微信公众号：经纬创投 （ID：matrixpartnerschina）