第263章 太空大炮

  如果以4倍重力的加速度沿轨道加速，用於和天鉤以一半正常速度对接，轨道长度大约只需200公里，是原本设计以1倍重力將飞船加速到完整轨道速度的轨道长度的十六分之一。

  这一期不是讲天鉤的，我们之前已经讲过了，但你能明白我为什么喜欢把这两种方式结合使用——它能省下大量昂贵的轨道建设成本。

  当然，你可以用更高的加速度进一步缩短轨道，但人体承受能力存在极限。货物也是如此，不过大多数货物可以承受更短的轨道和更高的加速度。

  比如子弹，在炮管內会承受数千倍重力的加速度。普通子弹在长度不足一米的炮管中加速后，以数倍音速射出，加速度通常达到10万倍重力，是能把人压成肉酱的加速度的一千多倍。要达到轨道速度，这种加速度只需要300米长的炮管。

  不过在地球上，这种级別的加速度没有任何优势，因为我们需要足够长的管道，延伸到大气层高处，那里的空气阻力很小，至少要到山顶高度，而且我们更希望出口位置更高，空气更稀薄。

  我们也不想让拋射体垂直射出，而是希望轨道长度大於高度，这样速度主要是水平方向，而非垂直方向——这是进入轨道所需的速度方向，也是火箭升空一段距离后会侧翻的原因。

  我们不想在浓密的空气中加速，也不想在浓密空气中射出，所以必须让出口位於空气稀薄得多的地方。

  轨道也不一定是直线，但转弯和变向会带来新的问题。以轨道速度转弯时，会產生巨大的离心力，这会额外增加我们本想控制在最低水平的加速度。在轨道速度下，往往需要上千公里的转弯半径，才能避免被离心力压碎。

  所以你不能把轨道沿著地面铺设，在某座山或塔上急剧向上转向，再在顶端再次转向保持水平。这也是我们不能让飞船在圆形轨道上反覆盘旋加速的原因——只有本系列末尾会討论的轨道环，能让你在那样的尺度上绕圈加速，而不被离心力压碎。

  而且轨道环还有一个特殊优势：可以让你倒著运行，这样重力会抵消一部分转弯时感受到的力。

  但我们確实希望出口位置儘可能高，这也是大量工程难题和成本的来源。

  把管道出口设在高空的原因，是让被发射的物体脱离大气层，避开所有摩擦和阻力。到50公里高空时，空气密度降至正常的千分之一；到100公里高空时，不足百万分之一。

  想把任何物体送到那样的高度並保持静止，几乎是不可能的。而且管道自身结构就有很大重量，更不用说磁铁、电线和维持接近真空状態的真空泵了——不过隨著海拔升高、空气变稀薄，抽真空会变得更容易。

  即便顶端空气稀薄，如果没有封堵措施，空气还是会很快顺著炮口倒灌进来。

  你可以在末端装一扇门，在拋射体即將射出时滑开。这不需要我们通常想像的、类似银行金库门那样坚固的气密舱门，因为压力差很小，作用在舱门上的力也很小，只要密封就行，甚至一张厚塑料片就够了。