太空争霸④：从太空母舰到星球大战2.0 上
“在科幻的视角下，以人性和科学为基石，推演人类走向星际、跨越万年时空、进化出无数外星物种👽大家族的未来史诗！”
本系列已发文章列表：
科幻的逻辑与脑洞 （开篇词）
人类还会继续进化吗？（总纲）
第一季：太空争霸~地球引力圈的故事
大家好，欢迎来到《科幻的逻辑与脑洞》,我是逍遥子。
上两期我们乘坐“逍遥号”飞船，游览了《太空服务区》这个前所未有的独家原创脑洞，本着这个系列开篇词里设定的原则之一：“对未来的科技突破，既要大胆超前，又要符合最底层、最基本的科学原理”，今天就来聊聊太空服务区的可行性。
老规矩，通俗形象的讲述个中道理，决不展示数理推算细节，就是我们这个系列的特色！
开啥玩笑，你累不累啊，一边去
缆绳材料
对于太空电梯来说，几万公里高的缆绳是最致命的噩梦之一，在人类已经掌握的所有材料里，没有一种能做到悬挂几万公里，而不被自身的重量扯断的，并且在可预见的未来，人类都没办法搞出来。
但我们的太空服务区就完全不同了，在距地面最近的LEO近地轨道服务区，电磁加速轨道总高度约20公里，仅仅只有天梯缆绳长度的近五千分之一（以流浪地球2为例，下文同），即便是最长的拉格朗日L2服务区，其200公里的电磁加速轨道，也只有太空电梯缆绳长度的约五百分之一。
太空电梯示意图，《流浪地球2》中的太空电梯高达9万多公里
所谓重力其实就是地球的万有引力，离地球越远，受到的地球引力就越小（引力与距离的平方成反比）。距离地面最近（不到400公里）的“LEO近地轨道”服务区引力（重力）减小还不明显，到第二级缝隙轨道服务区（BGO，距地面0.7~1.1万公里），和第三级地球同步轨道站（GSO，距地面约3.5万公里），地球引力就逐次明显减小。
牛爵爷的万有引力定律（不考试，不用记啊
月球表面重力只有地球的大约六分之一，火星稍大点，也只相当于地球表面重力的38％。
至于更远处的五个拉格朗日点（L1~5）服务区，就是因为距离太过遥远，受到的引力微乎其微，所以才被称为“太空停车位”的。
（日、地系统）拉格朗日L1~L5点示意图（都是太空停车位）
所以太空服务区不存在变态的缆绳抗拉强度问题，以人类现有的科技水平，有大把的现成材料可以胜任，完全不用等待碳纳米管之类的未来黑科技。
电磁加速轨道
太空服务区的核心是“电磁加速轨道”，各服务区的长度从二十到两百公里不等，几个g（重力加速度，9.8米/秒²）的加速能力，确实很壮观、炫酷，科幻感拉满，貌似难度很大！但其实原理并不神秘，人类已经掌握了类似的技术，无论是已经投入实用多年的，进入样机试运行阶段的，还是紧锣密鼓做前期准备和技术验证的，都有大量的实例……
其中技术成熟并投入实际应用的有：航母舰载机电磁弹射系统和磁悬浮列车。
航母舰载机电磁弹射系统
航母舰载机电磁弹射系统模拟动画
上海磁悬浮列车（估计许多人都坐过吧）
几个大国各自秘密研制多年，并逐渐进入实用化的有：电磁轨道炮。
电磁轨道炮模拟动图
电磁轨道炮原理示意图
电磁轨道炮实物（美海军未列装的实验样机）
中国也有
进入前期准备和技术验证的有：硅谷钢铁侠马斯克旗下的超级环路列车（Hyperloop）项目。
怎么哪哪都有你啊
超级环路列车（Hyperloop）示意图：亚真空管道、太阳能板供电
这个项目的关键特点有：列车在亚真空密闭管道内高速运行，电磁加速驱动，管道顶部太阳板供电。漂亮国的加州据称一直有意首先应用这个项目。
2022年11月5日 钢铁侠旗下公司发布超级环路列车（Hyperloop）项目进展消息
实验样机之一，像极了带有小型火箭的迷你飞船
试验样机之二和研制团队
国内也不遑多让
“电磁加速轨道技术”不但国外在搞，国内同样在大力发展，以下图像和斜体蓝字部分内容均来自国内权威媒体报道摘录，请大家观摩一下。
2022年10 月 19 日，据央视报道，中国阶段性建成并成功运行世界首个电磁驱动地面超高速试验设施 ——“电磁橇”，它可以将吨级及以上物体最高加速到 1030 公里 / 小时的速度，这也创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。
中科院科创城先进电磁驱动技术及装备项目为山东省 2021 年省重大项目，总投资约 33 亿元，其中最高运行速度 1000 公里 / 小时超高速磁悬浮试验系统是世界首个电磁驱动地面超高速科学研究与实验设施，拥有高速大推力直线电机、百兆瓦级宽频变频供电等五大关键核心技术。
央视报道中国世界首个电磁驱动地面超高速试验视频
电磁橇设施设计建造过程中，中科院电工研究所科研团队突破了一系列关键核心技术，多项技术指标达到世界领先水平。
该项目将为先进材料、高速空气动力学、冲击与碰撞力学等民用前沿基础科学探索研究提供测试保障条件，也可以为制导、引信、惯性导航、救生等前沿装备研制提供新一代高性能试验测试环境。
……
该项目将带动大功率电力变换与控制、磁悬浮、超导强磁场以及超高速电磁发射与推进等多方面前沿技术的快速发展，为我国电磁驱动及相关领域的研究开发、成果转化和产业化创造有利条件。
而且在航天领域，“电磁撬”也有非常广阔的应用前景
对于这项技术，中国“电磁弹射之父”马伟明院士相当有自信，他只说了一句话：“领先就领先美国！”
中国展示电磁加速轨道技术在航空航天领域的雄心
权威媒体摘录结束，我们接着聊
钢铁侠马斯克的超级环路列车（Hyperloop）项目中，为了解决在列车超高速行驶中，空气带来的阻力和摩擦产生的高温问题，超高速列车和电磁加速轨道都需要被封闭亚真空管道中。
超级环路列车（Hyperloop）示意图：亚真空管道、太阳能板供电
但是我们的太空服务区就省事了，即便是距地面最近的LEO站轨道服务区，也已经身处准真空状态，其它服务区的真空度就更高了，（月球没空气，火星大气密度也只有地球的1%），完全没必要建造真空密闭管道，既简化了工程复杂度还省钱
所以你看，电磁加速技术对人类而言并不陌生，早已深耕多年，在许多领域都有成熟的运用，即便是在航空航天领域，几个大国也在暗暗加码使劲。
虽然具体到我们这个太空服务区级别的技术和产品还未见报道，但基础的理论是成立的，技术是相似的，具体的工程实现路径、和配套设备系统框架是相通的，只要加大投入，用个十到二十年的努力，人类搞出这个“太空电磁加速轨道”的实验样机问题不大。
“太空母舰”原来长这样啊！
聊到这儿，不知道你发现没，“电磁加速轨道”除了能给远航的飞船加注“速度增量ΔV”，它也是一门放大版的“超级电磁大炮”啊！
太空服务区既然能朝太空深处架设的电磁加速轨道，当然也能朝向地面架设、发射“定向能制导炮弹”，而且不需要像发射太空飞船那么高的“速度增量ΔV”，也无需那么长的加速轨道，“定向能制导炮弹”不用太快的“出膛速度”，就能在重力（地球引力）的加速下越来越快，威力堪比彗星撞地球。
从太空就是扔块石头下来也是威力无比的武器
何况还是能跟踪、瞄准、制导的“石头”
1967年，有107个国家签署的《外层空间条约》明确禁止人类将核武器和生化武器投送到外太空，也禁止从外太空发射这些武器。然而，由“太空服务区”演化出来的“太空航母”很可能终结这一切，既改变人类对太空战懵懂的模糊观念，又完全不违反《外层空间条约》。
闭上眼睛静静地想象一下如下场景
航行在LEO近地轨道上的“太空航母”每90分钟绕地球飞行一圈，“一只眼睛”地监视着几百公里下方的地球角角落落，和大气层中的各种飞行器，“另一只眼睛”也没闲着，紧盯着太空中星星点点的卫星、空间站和各类飞船，“耳朵”片刻不停地接收着己方“太空军作战中心”的指令，“AI人工智能大脑”以纳秒级的速度飞快地运算、分析，时不时发出指令，操纵长短不一的一组组电磁加速轨道炮，和超强功率激光武器，变换着各种不同的角度，指向对手的高价值目标，时时刻刻在对手的头顶上、太空中、透出幽冥般的杀气！
马谡大笑曰：“汝真女子之见！兵法云：凭高视下，势如劈竹。”《三国演义•九十五回》 这是马谡都知道的兵法
小说、影视、游戏、动漫来一波
你以为的“太空航母”长啥样？
你原来以为的“太空母舰”是不是长这样？得了，别拿地球上的老古董意淫未来的太空争霸了
不好意思，实际的“太空母舰”很可能长这样（局部）
实际的“太空母舰”很可能长这样（局部）
所以，正如本系列第二篇：《人类还会继续进化吗？》 中所言：科技进步永远都是双刃剑，虽能带来经济的繁荣，社会的发展，但并不能“让人类成为一个亲密无间的整体”……“人类之间的矛盾和分歧不但不会减少，反而会变得更多、更复杂、更深刻！”……
具体的论述可点击阅读本系列第二篇：《人类还会继续进化吗？》 （本系列总纲）
一点调整
最近不断地有朋友善意的提醒我：内容真不错，但是文章太长了，尤其还是这么硬核的内容，长文更是加高了阅读门槛，估计很多人都难以坚持看完，影响公众号的传播和关注量啊！
没错，我也感觉到了
好吧，从这篇开始，我尽量控制篇幅和节奏，每一篇讲的主题少一点、但细一点，让大家能在细水长流中探索科学和人性的魅力，畅游科幻视角下人类未来史诗的雄奇、壮丽！
同时也拜托大家了
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互 动
虽然这是个挺小众的科幻未来史系列，还是有许多热心、认真、专业的读者给与热情的关注，并提出宝贵的意见，有在文章留言里的，比如：
也有在朋友的微信群里的，比如：
面对朋友们的疑问，我都会在后续的文章中给出解决方案，欲知具体的“有解”为何？且听下回分解
太空争霸⑤：从太空母舰到星球大战2.0中
敬请期待……
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