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详细介绍SpinLaunch-航天工业中最热衷的秘密

该公司正在建造一个巨大的离心机，将火箭送入太空




SpinLaunch真空离心机会将火箭加速至8000 km / h。该计算机生成的图像显示了离心机的内部。

去年夏天，这家神秘的太空公司在长滩机场周围的太阳能工业区的一个巨大仓库中定居。来自涡轮螺旋桨飞机的太阳兔子跳在建筑物的玻璃板上。马路对面是一个复古的麦当劳·道格拉斯标志，上面是一家曾经的航空巨头工厂上方，而在拐角处，维尔京轨道公司正在研发可向空中发射的火箭。SpinLaunch

总部的合适地点，这为长期使用巨型机械吊索将火箭扔入轨道的想法注入了新的活力。这个大胆计划的作者是一位连续企业家。乔纳森叶尼。多年来，他管理着SpinLaunch，在Google附近的一家前硅谷微处理器工厂工作。今天，该公司已准备好开设一家真正的火箭工厂，该工厂将生产发射器，如果一切顺利，将迈出太空的第一步。

在我秋季访问工厂期间，SpinLaunch的工人搬家后仍在拆箱。我们在巨大的散开的钢板之间走来走去，Yeni告诉我他的发射器如何工作。离心机是如此之大，以至于适合一个足球场，它将使火箭旋转约一个小时，然后逐渐将其速度提高到8000 km / h。装有重物的装置（重达100公斤的卫星）将承受过载，其峰值比重力高出数万倍。达到启动速度后，离心机将释放火箭并将其发送到平流层。在太空的起点上，她将启动引擎以进行最后一次推入轨道。



很难接受这样一个想法，即一个重达数千磅的物体[ 显然，这是指火箭本身/约等于。佩雷夫。可以在地球表面解开后到达太空。这听起来很疯狂，该公司将不得不证明很多，以阻止批评家。到目前为止，她已经成功地将5磅重的货物以1800 km / h的速度解开，并将其扔到钢墙上。但是，这些测试和空间之间相隔约50公里，并且空气阻力很大。更不用说建造一个长100 m的离心机，其杠杆强度足以承受SUV大小的火箭的问题。

Yeni希望今年能获得所有证据。该公司计划在冬天在新墨西哥州的一个新试验场进行首次亚轨道发射。如果该系统正常运行，则SpinLaunch承诺将将小型卫星发射到太空的成本降低近20倍。更为重要的可能是启动频率的改变。叶尼（Yeni）表示，加速器每天将可以进行5次启动。大多数制造导弹的公司将在一个月内无法进行如此多的发射。在一个卫星高度集中的时代，计划在未来十年内将数千颗卫星送入低轨道，Yeni认为SpinLaunch的时机已经到来。

四百万美元和一个疯狂的主意


像许多太空企业家一样，Yeni一生都痴迷于太空。但是，直到2014年，他才尝试将自己的激情变成职业。他说他当时正试图创办一家与媒体相关的初创公司。没有找到资金，他决定继续前进。考虑到现在该怎么做，他一次又一次回到了名为HARP的冷战军事项目中美国使用巨型大炮将物体射入太空。 HARP证明您可以不用火箭就可以进入太空，Yeni决定独立创建动力发射系统。他组装了一个台架，证明了该概念能够正常工作，它是一种机械吊索，能够将子弹大小的物体加速至超音速。他把它展示给几个商业天使，并筹集了一些资金。

但是他需要帮助。 2014年，他致电了旅馆的邻居瑞安·汉普顿（Ryan Hampton），他是建筑和工业领域的领班。当Yeni带着他的项目来到汉普顿时，汉普顿在墨西哥湾的石油钻井平台上进行了水下焊接。汉普顿回忆说：“他说：我有400万美元和一个疯狂的主意，你想加入吗？”

汉普顿无法抗拒。 2015年1月，他飞去看了Yeni的装置。她并不特别令人印象深刻。 Yeni展示了他的台式离心机和计算电子表格。但是，汉普顿对此产生了兴趣：他意识到SpinLaunch将是一个“该死的很酷的项目”，并签署了第一位员工的职位。

Yeni有想法，汉普顿有建造不同工厂的经验，但他们仍然需要航空航天工程师。几个月后，在一个温暖的春天里，这对夫妻爬上塞斯纳·耶尼（Cessna Yeni），前往莫哈韦沙漠（Mojave Desert）的边缘，那里有数十名大学生聚集在一起测试导弹。两人希望在那里雇用员工。

他们的目标之一是圣地亚哥大学的David Rennes。他花了几个星期通过电话采访了SpinLaunch，对于个人面谈，情况不利。 “那时候，我没有睡36个小时，所以遇见乔纳森（Jonathan）时我有点发疯，”雷恩回忆说。不过，会议进行得很顺利。他请大学假，然后去旧金山在SpinLaunch工作，在那里他担任首席机械工程师。

汉普顿说，糖尿病的早期使他想起了在石油钻井平台上的生活。员工在Googleplex附近的一家旧微处理器工厂里生活和工作。雷恩（Rennes）抵达后，生活条件匮乏。他说：“然后我们的厨房是带微波炉的塑料桌子。” “我们需要那些有远见卓识的人或没有什么可失去的人。”在闲暇时间，SpinLaunch团队在即兴的摇椅上一起工作，在“家庭影院”中观看电影，或者坐在篝火坑旁放松，这是Yeni的第一台台式离心机提供的服务。

团队很快面临设计挑战。他们创建的离心机必须放在一个巨大的真空室中，以消除湍流并提高稳定性。当他们下令建造这种相机时，只有一个承包商做出了回应-标价为2000万美元。

然后SpinLaunch团队决定自行制造相机。水下焊接专家汉普顿（Hampton）成为了创建气密接缝的专家，这与新任务非常吻合。 Yeni在eBay上订购了真空泵，并以50万美元的价格购买了钢材，此后，该团队开始建造世界第六大真空室。他们花了八个月的时间来做到这一点。 Yeni说：“我认为我们所有人都已经开始了解科学和工程领域还有很多东西要学习，这仅仅是因为人们以前没有尝试过。”

2016年，他们完成了第一台离心机的建设。它的直径为12米，太小了，无法将火箭扔入太空-但从本质上讲，它的设计是相同的。长杆或皮带从润滑良好的轴承中伸出，使电机旋转。有效载荷附在皮带的末端。为了承受极高的负载，线束必须由极其耐用的材料制成，例如凯夫拉尔纤维和碳纤维。

经过一周，每天六天，每天六小时的工作近两年，SpinLaunch团队已准备好推出第一台真正的离心机。Yeni说：“我们所有人都挤在一个充满监视器和摄像机的房间里，该房间位于15米外。” 他们检查系统是否状况良好并开始启动。“他们点击了气体，打破了旋转系统速度的世界纪录。”

在接下来的几年中，该团队进行了数百次高速测试。大多数人需要研究和改进该系统，还有一些人是为了使怀疑的投资者和潜在客户放心，他们不相信有效载荷会承受极端的影响。该团队加快了太阳能电池板，收音机，望远镜镜头，电池，GPS模块和控制计算机的速度；所有设备都通过了测试，几乎没有损坏。在一项测试中，Yeni将iPhone系在皮带上，然后以使其旋转的速度旋转，使其承受的力比重力大一倍。之后，他打电话给FaceTime的同事。每个测试都是迈向太空的一小步。


SpinLaunch离心机的第一台12米原型机是在森尼维尔以前的总部建造的。

有史以来最糟糕的火箭


在像洞穴一样的SpinLaunch仓库的中心，Yeni走到物体上并从上面拉下了一块防水布。他自豪地说，这是“最糟糕的火箭”。

水滴形火箭长8米，全黑，带有闪亮的银色尖端，与常规火箭的细箭头形相比看上去有点沉重。通常，火箭的质量只有一小部分可以作为有效载荷-大部分需要燃料。因此，诸如SpaceX之类的公司要求将建筑物大小的火箭送入载客汽车大小的物体进入轨道。在航空航天界，这被称为“ 喷射方程式的专制”。

但是叶尼（Yeni）意识到，如果您将火箭发射到太空边界，而该火箭不需要携带所有必要的燃料以升至如此高的高度，则可以使其蹲下并将大部分质量分配给有效载荷。更好的是，她的引擎不一定很好。常规轨道火箭的设计目的是将发动机的所有效率降低到最低，以在克服重力的同时最大化有效载荷，离心机将竭尽全力地发射SpinLaunch火箭。

在SpinLaunch项目中，火箭将不加捻以启动速度，然后一瞬间，出口将打开，火箭将飞行。根据该公司的专利，与此同时，将分离与火箭相对旋转的配重，以使离心机不会松动和破裂。火箭将继续飞行约一分钟，并在约61公里的高度上启动发动机。在这种高度下，大气层实际上不会抵抗火箭，因此，要使其升至28476 km / h 的首次空速，发动机的运行时间不会超过一分钟。另一个10秒钟的发动机启动将把火箭发射到环绕地球的轨道上。


围绕第一枚SpinLaunch轨道火箭的工程师；离心机在后台可见。

至少，根据Yeni的说法。在我访问期间，该离心机的原型尚未组装好，无论她在哪里工作，Yeni都无法向我展示视频。他坚持认为SpinLaunch工程师的计算是正确的。主要投资者-空客创投，Kleiner Perkins和GV（Alphabet的一部分）-也对该公司投资了8000万美元，这给了他们很多祝福。去年，美国国防部与SpinLaunch签订了一份合同，以帮助他们建造离心机。但是，由于缺乏有关项目可操作性的证据，因此大部分都只需要考虑一下即可。

斯坦福大学的航空工程师胡安·阿隆索（Juan Alonso）一直在为SpinLaunch的一位投资者进行安全检查，他理解我的谨慎。他说：“这是一种奇特的技术，您第一次听说它时，原则上认为它是行不通的。”但是在检查了所有计算结果之后，阿隆索批准了这项投资。

尽管SpinLaunch难以共享准确的计算结果，但该公司分别于2018年和2019年发布了两项专利，为这一令人难以置信的物理原理提供了一些启示。但是，当我向领先研究大学的几位航空航天工程师展示专利时，他们中的大多数人对他们所看到的东西持怀疑态度。

工程师最严重的批评涉及火箭在离心机中必须承受的那些超载。在旋转过程中，火箭将承受比重力高10,000倍的载荷。普通火箭进入太空时，必须承受比重力高5至7倍的撞击。 “没有火箭能像火箭中的电子设备那样生存下来，”南加州大学的航空工程师丹·欧文说。

一位前雇员在签署保密协议导致匿名的情况下，承认理论与现实之间的差距。他将SpinLaunch离心机的原型描述为相当简单的机器，“任何中型工程师团队都可以组装”。这位员工表示，鉴于SpinLaunch的资源，将其扩展到功能性轨道发射器将“非常困难”。他还指出，一些领导人缺乏经验。他说：“显然缺乏预测肯定会出现的许多问题的出现的能力。”

Yeni以前曾听到过这样的批评。他认为，缺乏这种行业经验是最好的。他说：“我们组建了一个工程师团队，其中大部分还太年轻，以至于声称SpinLaunch无法正常工作。” “他们对了解发生的事情充满了精力和热情。”

至于影响，他指出了航天器的悠久历史，它在进入太空的过程中幸存下来，其飞行条件与航天器需要在SpinLaunch中承受的条件相似，包括巨型美国军用枪支和现代制导导弹，它们可以承受比重力大数千倍的力。他说，此外，他的火箭将比一般装置更强-比SpaceX的Falcon 9更像是战斗导弹。

正如iPhone演示所显示的那样，尽管对于特别敏感的电子设备可能需要进行一些修改，但电子组件也可以承受加速过程中的极端撞击。例如，该公司已经注册了更耐用的太阳能电池板和控制模块的专利，这些卫星和控制模块可用于卫星在太空中的定向。

Yeni说：“ SpinLaunch并未从根本上做新的事情-我们只是追随以前的发展步伐。” 今年晚些时候，他计划在其系统必须执行的第一次亚轨道发射中对其进行证明。


SpinLaunch员工研究12米离心机原型的内部

漫长的太空之路


物理并不是公司的唯一障碍。 SpinLaunch最终将在海岸上需要一个发射台，以使它们的导弹不会对公众构成危险。找到合适的地方比Yeni预期的要困难得多。 2018年4月，汉普顿（Hampton）和项目经理拉斐尔·费尔德曼（Rafael Feldman）飞往夏威夷，获得在大岛建造设施的许可。最初，州政府为他们提供了支持，甚至制定了一项2500万美元的投资计划，允许夏威夷人通过政府担保的债务义务对该公司进行投资。但是，在大岛纳勒胡社区中心市政厅的紧张会议上，那是SpinLaunch计划建造该基地的地方附近，当地居民对当地官员的批评声频频，指责他们腐败，并担心SpinLaunch网站会破坏当地的自然风光，并对当地居民构成威胁。

一位当地居民说：“如果以某种方式为这个构思不理想的原始项目分配了一个地方，那么我会告诉你在哪里可以找到我的。” “您可以在这家企业的大门处找到我，该企业铺有圣地和熔岩管道，我将用k石城堡和铁链拴在这些大门上，直到您离开这里。”

市政厅里阴沉的气氛导致没有资金的事实，SpinLaunch不得不放弃夏威夷。同时，正在搜寻其他海上发射场，该公司正在大陆建立新的测试场。

5月，SpinLaunch开始在“美国”太空港工作在新墨西哥州，它正在建造的离心机比洛杉矶的离心机大三倍。 Yeni希望他们今年能够进行首次亚轨道测试，并将在“白沙”射击场发射重达50公斤的物体。与迄今已使用的五公斤重的货物相比，这些测试将是重要的一步。在过去的几个月中，汉普顿（Hampton）拥有数十名员工，住在一个临时的货柜镇的太空港附近。他们有一个按摩浴池，一个射箭场和一个虚拟现实室-旨在让沙漠中的生活更加轻松的小型活动。

Yeni说，他有信心他们的系统将在预期范围内运行，并且很快将为客户排队做好准备。每次发射，在SpinLaunch进行太空旅行将花费50万美元，Yeni说，他准备只与希望发射几十甚至数百颗卫星的公司合作。

即使将一颗这样的卫星送入轨道也是一项重大成就。私人太空公司的历史在大多数情况下都是失败的故事，但是，就像太空时代的西西弗斯一样，叶尼似乎也喜欢困难。太空探索需要勇气冲向未知，而在SpinLaunch的情况下，未知领域非常广阔。但是，作为奖励，将有可能获得更多，更多的新的太空门。

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