發射衛星很貴
自從1957年前蘇聯發射第一顆人造衛星“東方一號”以來，62年間世界各國向太空發射了數以千計的各類航天器，到目前為止圍繞著地球軌道運行的衛星數量超過2600顆，而這些航天器無一例外都是由火箭發射的。
長征五號發射升空
有沒有一種方便快捷又便宜的發射方式，可以將更多的衛星送上太空，去探索浩瀚宇宙，又能服務於人們的生產和生活呢？許多人為此薅光了頭髮，想破了腦袋。
隨著電磁推進技術的日漸成熟，它越來越快地走入我們的視野。
電磁推進是個好主意
1917年，法國發明家安德烈（一串很長的名字）最早提出電磁大炮的概念，他製作了一個小模型，後來因為一戰放棄了；二戰時，德國人開始對電磁炮感興趣，他們做了更詳細的研究，後來德國戰敗了；1980年開始，美國彈道研究實驗室開始研發電磁炮，其它幾個國家也跟進研究，儘管距離實用化還很遠，但大家都取得了不小的進展。我們國家在電磁炮的研究方面屬於第一梯隊，並且率先將電磁炮安裝到一艘登陸艦上拉去海上打靶。
我們的電磁炮
電磁推進技術在軍事領域的應用還體現在航空母艦上，目前美國已經在福特級航母上安裝了電磁彈射器。我們的電彈航母儘管還沒造出來，但陸地實驗進展很順利。
磁懸浮列車其實用的也是電磁推進，它可以實現600公里以上的時速，未來的前景一片光明。
於是有朋友說，我們可不可以造一個巨大的電磁炮，用它來發射衛星上天呢？如果能用這種便宜又環保的方式取代昂貴的運載火箭，豈不美哉！
電磁炮發射試驗
電磁炮真能將衛星送上天嗎？有哪些障礙需要克服？
你別說，用電磁炮發射衛星，麻煩還真不少。
麻煩一：不可承受的過載
一個物體從靜止達到一定的速度，它速度相對於時間的變化率就是加速度。物體都是有質量的，加速度的值越大，施加在物體上的慣性力就越大。一般來說，我們用地球上的重力加速度（g = 9.8m/s²）來衡量加速度的大小，如果你的速度變化率為19.6m/s²，我們就說你承受了2個g的過載。
人體能承受的加速度是有限的，當達到4個g時，許多人都受不了了；一個經過嚴格訓練的飛行員可以承受9~10個g過載，當然這是短時間的加速。
飛行員時常要承受幾個g的過載
同樣的，電子產品是由許多電子元器件組成，它們能承受更高一些的過載，但這同樣也有一個極限。如果你把一臺電子設備放到高速離心機裡甩一甩，它可能會散架，更別說昂貴又嬌氣的人造衛星了。
電磁炮的加速度能達到多大呢？我們來舉個例子計算一下：
假設我們建設一條4千米長的電磁彈射軌道，為方便計算它是水平的；地球表面的逃逸速度約為7.9km/s，在不考慮空氣阻力的情況下我們至少需要將衛星均勻加速到8000m/s。衛星在加速的過程中將承受多少個g過載？
加速度計算涉及兩個公式：
s = (1/2)at²
v = at
公式中t為時間，a為加速度，t為時間，s為距離，v是末速度（假設初速度為0）。
已知末速度v = 8000m/s，距離s = 4000m。
衛星在軌道上加速的時間 t = 2s/v = 2 × 4000 ÷ 8000 = 1 (s)
衛星在軌道上平均加速度 a = v/t = 8000 ÷ 1 = 8000 (m/s²)
也就是說衛星需要承受約900個g的過載！
實際上，為了發射衛星我們建設的軌道需要是垂直或傾斜的，這意味著軌道更短，為了克服空氣阻力的影響我們需要讓衛星的速度更快，衛星需要克服的過載要大得多。
衛星是一種嬌貴的電子設備
沒有一顆衛星能做到。
麻煩二：強大的摩擦力
電磁炮彈在軌道上運行，它需要與導軌緊密接觸，這樣電流才能順利通過進而形成迴路。當彈丸高速運動時，它與軌道間會形成非常大的摩擦力，摩擦力會產生熱量，熱量會傳遞給電磁軌道和彈丸本身。
因此，即便電磁炮在發射的過程中沒有火藥的參與，我們也能在電磁炮彈出膛的瞬間看到巨大的火光，這就是彈丸與軌道劇烈摩擦的結果。
劇烈摩擦導致電磁炮彈出膛時火光沖天
如果我們用電磁軌道推動衛星，它同樣要承受強大的摩擦力和由此帶來的高溫。而當衛星離開軌道飛行時，由於空氣阻力帶來的摩擦力也會產生極高的溫度，因此我們看到射出來的不是衛星，而是一團極明亮的火球，衛星將很快在幾千攝氏度的高溫中焚燬。
即便是我們發射一顆鐵疙瘩，由於空氣阻力的存在，它實際上也飛不了多遠。理論上電磁炮彈能擊中數百公里外的目標，但到目前為止美國的電磁炮試驗最大射程只有十幾公里，因為空氣阻力的大小與炮彈速度的平方成反比，你的速度越快，空氣阻力越大。
麻煩三：電磁場的破壞
要想將衛星發射上天，我們的電磁軌道需要在1秒鐘甚至更短的時間內消耗極大的電能，其瞬時用電量與一箇中等規模城市相當。
電磁力產生強大電磁場
如此強大的電流將從包裹衛星的護套上流過，它一方面會產生熱，同時也會產生極高的電磁場。這個電磁場會毀壞衛星中的所有電子設備，使它變成一堆焦黑的電子垃圾。
總結
經過上面的分析，我們可以得出結論：儘管用電磁炮發射衛星的想法看起來很美好，但從科學的角度來分析，我們還面臨許多無法解決的問題。
衛星在電磁軌道上不僅要承受極高的過載，還要面對極高溫度、極強的電磁輻射，在可以預見的未來這些問題都難以克服。
儘管用火箭發射衛星很貴，偶爾還會因一些小故障星箭俱毀，但它確實是一種最安全最可靠的方式。
電磁炮發衛星？還是別去想了吧！
