李水旺新一期視頻：
在我們擁有火箭之前，我們能想到的進入太空的唯一方法，就是把人從巨型大炮中發射出去，這當然是個相當荒謬的想法。所以今天我們要探討的是——哦對，把人從巨型大炮裡發射出去。
我們今天的主題，可能是我們將要探討的所有發射輔助係統中概念上最簡單的一個，但同時也存在諸多工程難題，其中許多難題我們會因複雜度而略過。它還有很多別稱：質量投射器、太空炮、電磁彈射器、軌道炮、線圈炮、V型炮等等。不出所料，我更喜歡「太空炮」這個名字，因為裡麵沒有字母R，而且我念「軌道炮」的時候，總會讓人聯想到我們把一頭鯨魚從巨型大炮裡射出去。
不過，無論叫什麼，基本原理都是一樣的：你讓一個拋射體沿著一根長長的炮管加速，以極高的速度從炮口飛出。用於太空旅行時，這種方式的優勢在於，能讓物體達到高速，而無需火箭或機載動力係統，隻在脫離大炮後進行一些機動操作即可。
它們通常還用電磁鐵代替火藥提供推力，這能讓你在全程保持平穩、恆定的加速度——這一點至關重要，因為人體無法承受普通火炮內部的那種作用力，大多數電子或機械設備也不行。這些設備通常可以比人類更耐受這種加速度，因此可以縮短炮管長度，但即便如此，和我們印象中的任何火炮相比，它依然長得驚人。
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這個構想是打造一條抽成真空的長管道軌道，讓載人或載貨艙沿著軌道加速，在沒有空氣乾擾的情況下不斷提速。從很多方麵來說，太空炮和真空列車（比如提議中的超級高鐵）沒有區別。
像超級高鐵這樣的真空列車，麵臨的一大難題是建造數百公裡長的密封隧道成本極高，質量投射器也麵臨同樣的問題，隻不過我們需要把管道的末端抬到高空，那裡的空氣稀薄得多，位置越高越好。
雖然用電磁力推動艙體在真空隧道中運動的物理原理非常可靠，但實際工程難度要大得多。接下來我們來聊聊基本物理原理。
每當我們討論物體沿著長軌道加速時，末速度、加速度和軌道長度之間都存在一個簡單的關係。如果物體從靜止開始做勻加速運動，且不受空氣阻力（至少在理想狀態下），那麼末速度等於兩倍加速度乘以距離的平方根。
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速度隨加速度或距離的平方根增加。如果你想讓末速度翻倍，就需要讓加速度變為原來的四倍，或者讓軌道長度變為原來的四倍。
我們希望加速度保持平穩恆定，且達到人和貨物能承受的最大值，這樣軌道就能更短。我們來算一下達到軌道速度7800米/秒的情況。
如果以10米/秒²的加速度（略大於1倍重力）加速，軌道長度需要約3000公裡（2000英裡）才能達到這個速度，整個過程大約需要13分鐘。如果你想在紐約市附近射出，軌道就得從落基山脈開始。
不過，如果你看過天鉤那一期，就會記得我們可以用天鉤把物體送入軌道，隻要它能以正常速度的一半與天鉤對接，這隻需要四分之一的軌道長度。即便如此，軌道依然很長，但這意味著從紐約射出的軌道，隻需要從我所在的俄亥俄州開始就行。
同樣的軌道，如果把加速度提升到4倍重力，而非僅僅1倍重力，就能達到完整的軌道速度。這個加速度高得讓人不適，尤其是沒有抗荷服的時候，不過和火箭發射時乘員承受的加速度差不多。
對於固定的末速度（本例中為7800米/秒），軌道長度和加速度成反比：加速度翻倍，軌道長度減半，末速度不變；加速度翻四倍，軌道長度減為四分之一。
如果以4倍重力的加速度沿軌道加速，用於和天鉤以一半正常速度對接，軌道長度大約隻需200公裡，是原本設計以1倍重力將飛船加速到完整軌道速度的軌道長度的十六分之一。
這一期不是講天鉤的，我們之前已經講過了，但你能明白我為什麼喜歡把這兩種方式結合使用——它能省下大量昂貴的軌道建設成本。
當然，你可以用更高的加速度進一步縮短軌道，但人體承受能力存在極限。貨物也是如此，不過大多數貨物可以承受更短的軌道和更高的加速度。
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