①電磁彈射有望進(jìn)一步降低發(fā)射成本; ②通過快速復(fù)位及充電特性,電磁彈射系統(tǒng)支持每日數(shù)次的密集發(fā)射; ③這項(xiàng)技術(shù)在地球上已有探索,多家A股公司早早布局。
《科創(chuàng)板日報(bào)》2月25日訊(編輯 宋子喬) 為更便捷地部署專用于AI的數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),馬斯克的最新設(shè)想是,從月球用電磁彈射方式向地球軌道發(fā)射衛(wèi)星。
該設(shè)想包含兩大核心基礎(chǔ)設(shè)施:一是建在月球表面的衛(wèi)星組裝廠,用于就地制造衛(wèi)星;二是巨型電磁彈射裝置,負(fù)責(zé)將衛(wèi)星精準(zhǔn)投送至地球近地軌道。
這并非馬斯克今年首次提出向月球進(jìn)發(fā)。2月上旬,馬斯克便在其人工智能公司xAI的全體員工會(huì)議上,初步描繪了月球衛(wèi)星工廠藍(lán)圖,稱公司需要在月球上建工廠造AI衛(wèi)星,巨大的太空彈射器可以將AI衛(wèi)星送入太空。他計(jì)劃在2027年3月實(shí)現(xiàn)無人登月,并表示SpaceX的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向在月球上建造一個(gè)“自我發(fā)展的城市”,他稱這一目標(biāo)可在不到十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
看似瘋狂的“太空擴(kuò)張”設(shè)想背后,是馬斯克對AI時(shí)代算力與能源矛盾的深刻焦慮。他在2026年世界經(jīng)濟(jì)論壇年會(huì)上表示,制約AI部署的根本因素是電力,當(dāng)前AI芯片的生產(chǎn)正呈指數(shù)級增長,但電力供應(yīng)增長緩慢,阻礙了AI數(shù)據(jù)中心訓(xùn)練和部署模型的效率。他認(rèn)為,地球上的能源供應(yīng)已無法滿足AI基礎(chǔ)設(shè)施的指數(shù)級增長,而太空擁有取之不盡的太陽能,是解決這一瓶頸的理想場景。
SpaceX不久前向美聯(lián)邦通信委員會(huì)提交申請,擬在近地軌道部署由多達(dá)100萬顆衛(wèi)星組成的系統(tǒng),構(gòu)建在軌數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),以支持AI等高性能計(jì)算需求。根據(jù)申請文件,這些衛(wèi)星計(jì)劃在約500至2000公里高度的近地軌道運(yùn)行,依靠太陽能供電,主要通過激光進(jìn)行相互之間通信以及與該公司旗下“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的連接,以確保數(shù)據(jù)高速傳輸。這樣能降低運(yùn)營和維護(hù)成本,減少傳統(tǒng)地面數(shù)據(jù)中心在能源消耗和環(huán)境方面的壓力。
電磁彈射是利用電磁力加速物體至超高速的新型發(fā)射技術(shù),通過電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能實(shí)現(xiàn)高效發(fā)射,與傳統(tǒng)的化學(xué)燃料火箭有本質(zhì)區(qū)別,是一種火箭發(fā)射的新方案。它相當(dāng)于在地面為火箭構(gòu)建一套“零級助推器”,將火箭加速至超音速后再點(diǎn)火起飛,有望將發(fā)射成本降低90% 至每公斤500美元以下。
通過快速復(fù)位及充電特性,電磁彈射系統(tǒng)支持每日數(shù)次的密集發(fā)射,有利于提升發(fā)射頻次,這種高頻次能力對巨型星座部署具有戰(zhàn)略意義。另外,電磁彈射火箭因取消第一節(jié)火箭助推部分,可節(jié)省第一級燃料和可復(fù)用運(yùn)載器,顯著提升載荷比,進(jìn)而提升單次發(fā)射經(jīng)濟(jì)效益,壓縮整體發(fā)射成本。
電磁彈射技術(shù)的核心原理是利用強(qiáng)大的洛倫茲力推動(dòng)物體。系統(tǒng)通常由導(dǎo)軌或線圈組成,當(dāng)強(qiáng)大的電流通過導(dǎo)軌或線圈時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)的電磁場,位于軌道中間的“彈射器”或載荷箱體在磁場中受到巨大的推力,沿導(dǎo)軌加速前進(jìn),直至達(dá)到預(yù)設(shè)的極高速度后飛離。
目前,這項(xiàng)技術(shù)在地球上已有探索。聯(lián)創(chuàng)光電子公司聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)承制的“大功率低溫制冷系統(tǒng)與模型超導(dǎo)磁體研制服務(wù)項(xiàng)目”已于2025年底順利完成交付并通過驗(yàn)收,標(biāo)志著其在商業(yè)航天電磁發(fā)射領(lǐng)域的首個(gè)工程化訂單取得成功;星河動(dòng)力已啟動(dòng)“谷神星二號”研發(fā),采用電磁彈射技術(shù),火箭起飛重量100噸,運(yùn)載能力提升至3.5噸,該電磁彈射火箭將于2028年在資陽首飛;湘電股份的技術(shù)已應(yīng)用于我國福建艦電磁彈射系統(tǒng),該公司正將其成熟的艦船電磁彈射技術(shù)遷移至航天領(lǐng)域……
馬斯克設(shè)想的“月球電磁彈射”,即選擇月球作為發(fā)射基地。這具有顯著的理論優(yōu)勢,首先,月球引力僅為地球的六分之一,且沒有大氣阻力,發(fā)射同樣重量的物體所需的能量遠(yuǎn)低于地球;其次,月球表面豐富的太陽能可以為彈射系統(tǒng)提供持續(xù)的清潔能源;此外,從月球發(fā)射可以避開近地軌道日益擁擠的航天器及太空垃圾。
簡單來說,月球電磁彈射理論上可行,也有著傳統(tǒng)燃料發(fā)射沒有的優(yōu)勢,但要讓這一設(shè)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí),仍橫亙著難以逾越的技術(shù)障礙。
首先是工程規(guī)模。據(jù)分析,這套電磁彈射裝置的長度可能需要達(dá)到數(shù)公里。在月球表面建造如此龐大的設(shè)施,首先需要建立一個(gè)永久性的人類基地,并將數(shù)千噸的建設(shè)材料運(yùn)抵月球——這是人類從未企及的壯舉。
其次是發(fā)射精度。電磁彈射過程雖然高效,但加速過程極為劇烈。如何設(shè)計(jì)足夠平緩的加速曲線,確保精密且脆弱的AI電子設(shè)備在彈射過程中不被巨大的加速度損毀,是一個(gè)巨大的難題。
第三是能源需求。月球版本需要將衛(wèi)星加速至每秒2.2公里以上,以擺脫月球的引力束縛,每次發(fā)射所需的電能極為驚人,如何在月球上建設(shè)足以支撐高頻次發(fā)射的電網(wǎng),同樣是個(gè)未知數(shù)。

