对于一枚10吨重、以4倍重力加速的舱体,峰值功耗会达到数吉瓦。这是巨大的电量,堪比胡佛水坝,但绝对可行,尤其是因为它只是短暂运行——你可以用电容器、电池,或者专门配备裂变反应堆、太阳能板。
传输电力则更难一些,因为需要高压线路沿着管道全程铺设,为管道各处的磁铁供电。这会给本就很重的管道增加额外重量,而我们还需要想办法把管道支撑到比人类建造过的任何建筑、任何山峰都高的高度。
这是一个相当大的工程难题,因为炮管要伸出地面数公里,重量是个大问题,风也是。
说到太空电梯,我们一直讨论的是相当细且密度大的绳索,即使在飓风中,相比张力和重量等其他作用力,作用在绳索上的力也不算大。
但这里我们说的是一根数米宽的空心管道,自身重量不大,却要承受巨大的风力。不过随着高度升高,管道不需要像底部那样坚固,因为外部压力降低,风力也会减弱。
所以必须想办法把管道悬空固定,最好还能抵御风力。
第一个也是最明显的方案,是巨型塔架,按需要间隔布置,支撑管道,底部比顶部宽,原因我们在太空电梯那期讲过。这是一种相当耗材的方案,摩天大楼造价极其昂贵,而这些塔架要高得多,但物理上是可行的。而且我们建的是塔架,不是摩天大楼,成本要低得多。
1963年建于北达科他州的KVLY电视塔,至今仍是西半球最高的建筑,2010年之前一直是世界最高,直到被哈利法塔超越。不过后者在21世纪耗资数十亿美元、耗时数年建成,而前者半个世纪前、技术更落后的情况下,只花了50万美元,只用了一个月就建成了。
如今用现代材料和更高预算,我们可以建得更高,所以不要轻易否定这种更传统的方案。
不过我还要简单提另外两种方案,详细解释会留到本系列后期。
一种是气球,可以是悬挂管道的气球,也可以是本身具备浮力的塔。我们已经能把气球送到50公里高空,当然如果要承载重量,高度会低一些,但即便如此,对太空炮来说也足够了——那里的空气比地面稀薄好几个数量级,虽然仍有显著的空气动力学影响,但能让物体以更高速度射出,而不会承受过大的空气作用力。
如果不追求抛射体达到轨道速度,只需要天钩对接速度,这是个不错的选择。不用说,用气球支撑结构会面临很多问题。