距离直接电磁弹射50吨级航天器入轨，还有多远？

在8万余吨平台上，中压直流电磁弹射系统已经可以在110米的距离之内，把重达35吨的重型舰载机，在不到3秒的时间段内充分加速到接近300公里每秒，满油满弹轻松起飞；而这种弹射器的极限安全弹射吨位其实在40吨以上。而下一步要安装在13万吨级平台上的更强型号，最大弹射能力预计会超过55吨。于是就有人问，说如果把这类超级电磁弹射器的弹射轨道继续延长，最终延长到数公里的级别，那么此时弹射能力会不会无限延伸，最终能把几十吨级的重型载荷直接弹射入轨？其实电磁真君早就有电磁弹射航天器直接入轨的计划。这就是找一处合适的倾斜山坡，建造一种轨道长度达到2公里级的中压直流弹射轨道。可以把几吨到几十吨级的有效载荷，一次性弹射出稠密大气层。此时还不能，

直接入轨。因为根据物理常识可知，一个接近地球表面的物体，只有达到或者超过7.9公里每秒的速度，才能实现稳定的环绕地球飞行，专业上也叫做入轨。但是如此高的秒速度，已经接近TNT炸药的爆速，任何以这个速度在稠密大气层内部飞行的物体，都会与空气分子剧烈摩擦导致高温燃烧；而且会因为高超音速，发出巨大的轰鸣声。如果要想一次性实现安全入轨，环绕地球稳定飞行，那么此时有效载荷距离地面的最低高度不能低于160公里，最好是始终在220公里以上的高度飞行。明白了以上基本原理，那么就知道山坡上设置的2公里轨道，原则上并不能直接电磁弹射有效载荷一次性入轨。如果要通过纯电磁弹射直接达到7.9公里每秒的速度，那么此时电磁弹射器恐怕需要再延长到5公里的尺度，

不过因为极高的末端速度，此时的有效载荷还没有脱离弹射轨道，就与低层稠密大气层剧烈摩擦烧成一团火球了！而采用2公里倾斜短轨道的好处，就是电磁弹射末端的速度不超过3公里每秒，也就是高空音速的10马赫以下。此时有效载荷在离开弹射轨道的瞬间，虽然也与低层空气剧烈摩擦，但是表面温度基本上不会超过800摄氏度，只需在有效载荷表面稍微加上个整流罩就能避免烧蚀。而且10马赫的初速，可以把有效载荷在1分钟之内的时间段内，直接弹射到距离地面160到200公里以上的高度，已经远远脱离卡门线。此时有效载荷再以自身携带的助推火箭稍微在稀薄上层大气中，助推加速一两百秒，那么就可以轻松自我入轨。也就是说，假设被2公里电磁弹射轨道，以10马赫的末速度一次性，

弹射到200公里高度的有效载荷的全重是10吨，那么在空中再拿出3到4吨的燃料进行自我助推，就能顺利入轨。而用化学火箭发射5吨载荷进入低轨道，火箭整体起飞重量最低也在250吨以上，电磁弹射入轨的高效率可见一斑。想法这么好，为何一直没有实际实施呢？问题主要在于山坡倾斜弹射轨道的入轨角度比较固定，无法确保多轨道面的灵活选择。更大问题在于离开轨道瞬间的强烈音爆会造成周边数百平方公里不得安宁，建设场地不好选择。当前火箭重复利用技术越来越普遍，与弹射入轨形成强烈的费效比竞争。而垂直向上弹射入轨会一次性解决轨道面选择的难题；垂直贯穿大气层用时更少，噪音污染也更容易克服。现在已经公开44米高度的垂直电磁弹射试验装置，电磁弹射入轨技术未来可期！