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甩鞭子也能发卫星?亚马逊专利申请如是说

发布日期: 2020-02-21
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甩鞭子也能发卫星?亚马逊专利申请如是说




甩鞭子也能发卫星?亚马逊专利申请如是说




亚马逊基于甩鞭子原理的发射系统在船上工作的示意图


别再说亚马逊金牌空运公司(Amazon Prime Air,亚马逊无人机送货部门)副总裁金姆齐净琢磨些小东西。他最新的一项专利申请给出了一套发射系统方案,理论上可把有效载荷放到几英里长、由装在上面的多架无人机来引导的一根鞭子的末端送入太空。由他和亚马逊资深发明家勒格兰德三世合写的这项专利申请是2017年提交的,2月11日对外发表,对该系统做了非常细致入微的描述,甚至说到了机构中齿轮的齿牙可如何排布。


虽然这项申请分析了把有效载荷送入低地轨道、然后再利用配有系绳的在轨平台把其转移到更高轨道的可能性,但发明人明确表示,该系统也会找到更接地气的应用。比如,可用小一些的鞭子把无人机或其它类型航空器从船舶或飞机上送入空中。快递包裹可随无人机甩到空中,由空中订单履行中心(亚马逊早前一项专利所涉及的一项飞艇方案)来做处理。


亚马逊并不一定会真的做这件事情,或是贯彻其多年来做过专利申请的看似疯狂的任何其它方案。一个典型例子是亚马逊的气囊缓冲防摔智能手机专利。公司首席执行官贝佐斯还被列为了那项专利的共同发明人。


不过,我们联系上了这家公司,并得到了标准答案。公司一位发言人通过电子邮件表示,“专利要花多年才能拿到,未必反映我们当下的产品路线图”;“同许多公司一样,我们会提交很多具有前瞻性、对新技术的各种可能做全面探讨的专利申请”。


至于为何要费心研究这样一项颇有些异想天开的方案,金姆齐和勒格兰德在申请中是这样解释的:“现有航空器发射方法普遍依赖于能效不高的办法。例如,为了高速发射有效载荷,常规办法采用燃料(如火箭燃料)来发射航空器。此外,这些燃料必须由所发射的航空器来携带,从而增加了航空器重量,相应地需要有更多的能量才能完成这样一次发射。因此,采用高能效、受控和可重复的过程来发射航空器和/或其有效载荷或是人们所渴望的。”


更高效地发射航空器肯定是亚马逊感兴趣的一件事:派送快递无人机是一项显而易见的应用。发送监视无人机也会是一项用途。但根据申请中的描述,亚马逊理论上还可能会通过这种抽鞭子的方法来把其“柯伊伯”宽带数据星座项目数以千计的卫星送入轨道。发明人的确也在天基应用上费了不少心思。他们花了很大篇幅来介绍低地轨道和静地轨道、轨道倾角、霍夫曼转移轨道以及卫星中继平台上系绳的控制方法。


该系统的一大特点是在鞭子上每隔一段距离就安装一架航空器。那些航空器可是由鞭子上的电缆供电的四旋翼直升机,也可是载重量更大的飞机。它们将会按程序以编队方式移动,以便以可能会超过音速的速度抽甩鞭子。这些引导用无人机可沿鞭绳移动,以在成串的有效载荷被发射出去的同时重新配置自己。发明人说,鞭子可能会长达500英里,具体要看上面安装多少架无人机。


这一方案听起来太过离谱,但在科幻和现实研究中却确有先例。例如,几年前,前微软官员、高智发明公司(Intellectual Ventures)联合创始人梅尔伍德做了一项验证,表明蜥脚类恐龙甩尾巴的速度能达到超音速。科幻作家史蒂芬森最近把基于鞭子和链条的一种发射系统纳入了他名为《七夏娃》(Seveneves)的一部新作的情节中,并称自己在帮贝佐斯为其旗下航天企业蓝色起源公司解困时曾仔细研究过此类系统的力学原理。


甚至还有一家名叫自旋发射公司(SpinLaunch)的航天创企正在研发利用巨型弹弩来抛射有效载荷的一个系统。物理学家瑞德·阿兰为《连线》(Wired)杂志做过计算,确定自旋发射公司的方案还真有实现的可能,只要有效载荷自备火箭发动机来额外再推上一把。


来源 |?航小宇(hangxiaoyucasc)


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