其他用于先进空间运输系统的方案是使用大型驱动装置或轨道炮。这里涉及的关键力是电磁力。多年来,从磁悬浮列车到超级高铁,再到轨道炮,各种提议层出不穷。
轨道炮或线圈炮的基本思想是利用磁力将运输飞行器或单元加速到很高的速度。杰拉德·奥尼尔在他的书《人类在太空中的殖民地》中解释了月球上的磁悬浮系统是如何将月球上挖掘出来的物质相对轻松地送入轨道的,即因为月球的引力很低,而且没有大气层。运送的材料可以用来作为基本的建筑材料来创建一个太空殖民地。创造一种速度足以绕地球运行的磁悬浮系统是一项高难度的壮举。
轨道炮或线圈炮将产生沿轨道(线圈)的电磁感应加速度。如果弹射或发射装置具有磁性,那么其速度将实现指数增长。如果轨道有数千米长,那么其将达到非常高的速度,尤其是在真空没有阻力的情况下。
目前解决重力和大气阻力问题的实践表明,轨道炮或线圈炮将用于向太空发射材料或货物,而不是使人类承受过高的重力或试图解决大气阻力。另一个选择是设计一个轨道炮或线圈炮系统,可能用于协助发射宇宙飞船(图11.4)。有人提出,可以制造一种轨道炮,在非常高的山上或高架结构上操作,可以发射一串子弹,甚至可以把一艘飞船送到太空[5]。
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图11.4 有助于发射宇宙飞船的线圈炮或磁悬浮系统(图片由NASA 提供)
目前对技术限制的理解表明,从地面进行载人发射是不可能的。然而,利用这一概念将人类从月球、火星或其他引力很小、几乎没有引力或几乎没有大气的星球体上发射出去是有可能的。
轨道炮或线圈炮也可以用作武器系统。在这种情况下,目标将是制造超高速的定向射弹,而不是将货物送入太空。高能轨道炮武器系统已进行了测试,但只开展了实验测试。这种投射点火不支持发射运行,但其可作为远程破坏性火炮类系统。
还有一种方案是通过螺旋轨道炮来加速等离子体,使其具有足够的温度来实现和维持核聚变。这是一个正在探索的概念,其将创造一个持续的核聚变过程。然而,这种方案将是一种更远期的研究活动,而不是近期的方案。
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