和汽車、飛機等載具一樣，火箭發射同樣會消耗大量的燃料，並排放出大量對環境有害的氣體和顆粒物。
此前一項研究表明，每年 10 Gg 的火箭黑碳排放就可能導致平流層溫度升高 1.5 K（開爾文），並引發一系列環境問題：亞熱帶急流風速可能減慢至 5 米/秒，北半球多個季節的翻轉環流減弱 10%-20%，部分月份的臭氧含量更可能減少多達 16 多布森單位（DU）[1]。
或許，航天領域也需要一場類似於汽車行業的“新能源革命”？
一家來自美國加州的初創公司 SpinLaunch 就致力於推動一種新的發射技術——利用離心力將衛星發射到太空。
據 TechCrunch 訊息，近日，該公司再次獲得一筆 1100 萬美元投資，以推動其創新的衛星發射方式。
SpinLaunch 的核心理念是擺脫傳統火箭對化學燃料的依賴，利用巨大的離心裝置產生的速度和動能，將物體"甩"到太空。這種方式不依賴於大量燃燒燃料，而是透過機械系統將衛星加速至驚人的速度後釋放，使其進入軌道。
其發射系統的核心是一個直徑達 100 米的巨型真空離心加速器，內部配備了長約 45 米的碳纖維臂系統。在發射過程中，衛星會被裝入專門設計的發射艙內，然後透過電力驅動系統在真空環境中進行高速旋轉。
系統逐漸加速直至達到約 8000-9656 公里/小時的巨大速度，隨後在精確計算的時間點釋放載荷。當載荷離開加速器後，裝載的小型火箭發動機會點火啟動，將衛星送入預定軌道。
與傳統火箭發射相比，這種發射方式具有顯著優勢。首先，它可以減少高達 96% 的燃料使用，這不僅意味著更低的環境汙染，也帶來了顯著的成本優勢。
公司預計，每次發射成本可以降至 25 萬美元左右，相當於傳統發射系統成本的五分之一。此外，由於系統主要依靠電力驅動，理論上可以實現每日多次的高頻率發射。
不過，這項技術也面臨諸多挑戰。首先，物體在離心加速過程中需要承受極大的離心力，這對發射的有效載荷提出了嚴格的要求。大多數電子裝置和科學儀器可能無法承受如此高的加速度，因此 SpinLaunch 的技術在應用中需要對有效載荷進行特殊設計和加固。
此外，物體在大氣層中高速穿行時可能面臨巨大的空氣阻力和熱量，這些因素都需要透過先進的材料和設計加以解決。
此前，SpinLaunch 已完成 10 次亞軌道測試發射，該公司稱，這些測試證明了系統的可靠性，測試載荷成功承受住了高達 1 萬 G 的加速度，同時也驗證了其氣動設計和材料選擇的合理性，發射精度也達到了預期要求。但距離實現全面的商業化應用，還有不少的難題有待攻克。
自 2014 年由 Jonathan Yaney 創立以來，SpinLaunch 已經完成 11 輪融資，累計籌集資金超過 1.58 億美元。雖然最新一輪融資額度不及預期的 2500 萬美元，但這筆投資將幫助 Spinlaunch 繼續最佳化其技術，推動下一階段的測試與改進。目前，公司正在為計劃於 2026 年將小型衛星群發射到低地球軌道。
SpinLaunch 的野心不僅限於發射技術創新。公司同時計劃建設自己的衛星星座，以提供全球寬頻服務。知情人士透露，SpinLaunch 目前正在尋求籌集更多的資金，以支援與 Starlink 等競爭對手抗衡的計劃。
早在 2021 年，SpinLaunch 便向美國聯邦通訊委員會（FCC）提交了一個涉及 1190 顆衛星的星座申請，目標是從太空提供全球網際網路覆蓋服務。雖然公司與 FCC 進行了多次溝通，但這一申請的具體進展仍然尚未明朗。
在回應媒體詢問時，Jonathan Yaney 對衛星星座計劃的進展避而不談，但他表示，公司在今年已達成投資和收入目標，並計劃利用新獲得的資金加速技術的商業化。這些資金不僅將支援公司繼續最佳化動能發射技術，還將推進更廣泛的低成本、可持續太空解決方案。
從市場角度看，SpinLaunch 主要瞄準 200 公斤以下的小型衛星發射服務市場。考慮到商業衛星星座部署和科研實驗載荷發射需求的持續增長，這個細分市場具有較為可觀的潛力。
當然，任何新技術的市場推廣都需要時間。SpinLaunch 的技術成熟度仍需要更多驗證，載荷的限制條件也可能影響其應用範圍，市場對這種全新發射方式的接受度也需要時間培育。
不過，隨著環保議題的不斷升溫與航天活動的日益頻繁，這類更環保、更經濟的發射方式或許值得期待。
參考資料：
1.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021JD036373
2.https://techcrunch.com/2024/12/03/once-buzzy-space-startup-spinlaunch-raises-11m-but-hoped-to-raise-more-sources-say/
3.https://techcrunch.com/2018/02/22/spinlaunch-2/
4.https://techcrunch.com/2018/02/22/spinlaunch-2/
運營/排版：何晨龍
