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甩鞭子也能發衛星?亞馬遜專利申請如是說

發布日期: 2020-02-21
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甩鞭子也能發衛星?亞馬遜專利申請如是說




甩鞭子也能發衛星?亞馬遜專利申請如是說




亞馬遜基于甩鞭子原理的發射系統在船上工作的示意圖


別再說亞馬遜金牌空運公司(Amazon Prime Air,亞馬遜無人機送貨部門)副總裁金姆齊凈琢磨些小東西。他最新的一項專利申請給出了一套發射系統方案,理論上可把有效載荷放到幾英里長、由裝在上面的多架無人機來引導的一根鞭子的末端送入太空。由他和亞馬遜資深發明家勒格蘭德三世合寫的這項專利申請是2017年提交的,2月11日對外發表,對該系統做了非常細致入微的描述,甚至說到了機構中齒輪的齒牙可如何排布。


雖然這項申請分析了把有效載荷送入低地軌道、然后再利用配有系繩的在軌平臺把其轉移到更高軌道的可能性,但發明人明確表示,該系統也會找到更接地氣的應用。比如,可用小一些的鞭子把無人機或其它類型航空器從船舶或飛機上送入空中。快遞包裹可隨無人機甩到空中,由空中訂單履行中心(亞馬遜早前一項專利所涉及的一項飛艇方案)來做處理。


亞馬遜并不一定會真的做這件事情,或是貫徹其多年來做過專利申請的看似瘋狂的任何其它方案。一個典型例子是亞馬遜的氣囊緩沖防摔智能手機專利。公司首席執行官貝佐斯還被列為了那項專利的共同發明人。


不過,我們聯系上了這家公司,并得到了標準答案。公司一位發言人通過電子郵件表示,“專利要花多年才能拿到,未必反映我們當下的產品路線圖”;“同許多公司一樣,我們會提交很多具有前瞻性、對新技術的各種可能做全面探討的專利申請”。


至于為何要費心研究這樣一項頗有些異想天開的方案,金姆齊和勒格蘭德在申請中是這樣解釋的:“現有航空器發射方法普遍依賴于能效不高的辦法。例如,為了高速發射有效載荷,常規辦法采用燃料(如火箭燃料)來發射航空器。此外,這些燃料必須由所發射的航空器來攜帶,從而增加了航空器重量,相應地需要有更多的能量才能完成這樣一次發射。因此,采用高能效、受控和可重復的過程來發射航空器和/或其有效載荷或是人們所渴望的。”


更高效地發射航空器肯定是亞馬遜感興趣的一件事:派送快遞無人機是一項顯而易見的應用。發送監視無人機也會是一項用途。但根據申請中的描述,亞馬遜理論上還可能會通過這種抽鞭子的方法來把其“柯伊伯”寬帶數據星座項目數以千計的衛星送入軌道。發明人的確也在天基應用上費了不少心思。他們花了很大篇幅來介紹低地軌道和靜地軌道、軌道傾角、霍夫曼轉移軌道以及衛星中繼平臺上系繩的控制方法。


該系統的一大特點是在鞭子上每隔一段距離就安裝一架航空器。那些航空器可是由鞭子上的電纜供電的四旋翼直升機,也可是載重量更大的飛機。它們將會按程序以編隊方式移動,以便以可能會超過音速的速度抽甩鞭子。這些引導用無人機可沿鞭繩移動,以在成串的有效載荷被發射出去的同時重新配置自己。發明人說,鞭子可能會長達500英里,具體要看上面安裝多少架無人機。


這一方案聽起來太過離譜,但在科幻和現實研究中卻確有先例。例如,幾年前,前微軟官員、高智發明公司(Intellectual Ventures)聯合創始人梅爾伍德做了一項驗證,表明蜥腳類恐龍甩尾巴的速度能達到超音速。科幻作家史蒂芬森最近把基于鞭子和鏈條的一種發射系統納入了他名為《七夏娃》(Seveneves)的一部新作的情節中,并稱自己在幫貝佐斯為其旗下航天企業藍色起源公司解困時曾仔細研究過此類系統的力學原理。


甚至還有一家名叫自旋發射公司(SpinLaunch)的航天創企正在研發利用巨型彈弩來拋射有效載荷的一個系統。物理學家瑞德·阿蘭為《連線》(Wired)雜志做過計算,確定自旋發射公司的方案還真有實現的可能,只要有效載荷自備火箭發動機來額外再推上一把。


來源 |?航小宇(hangxiaoyucasc)


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