先用飛艇將一門大炮運至臨近空間（20公里高空），然後發射炮彈炮彈可以進入地球同步軌道嗎？廉價發射衛星

11-28

綜合了一下大家的意思，

如果在2萬千米高空，停留個巨型飛艇，上面載一個海量耗電的電磁炮，發射20km/秒初速的電磁炮彈，炮彈帶變軌功能，還是可以當衛星發射平台用的。

那麼我們可以弄個電梯，把要發射的衛星先拉到這個平台，再用電磁炮發射，看起來沒用火箭，很省錢啊。

應該比較可行吧
=======================================
中國首個新型臨近空間飛艇試飛成功
這個新聞說新研製的氦氣飛艇能在20公里高空待半年，基本算永久平台了

如果帶門大炮上去，發射炮彈出去，炮彈初速約1000米/秒，兩萬米高空空氣稀薄阻力應該很小了，那麼炮彈會不會一直飛到地球同步軌道去？也只有36公里吧（說錯了是3萬6千公里），沒多遠了。

這算不算一種廉價的發射衛星方法呢？

首先，糾正一個你問題里的一個錯誤，地球同步軌道高度是35786km，也就是三萬六千公里，和36公里的差距還是有點大的（下午上完課回來就發現題主已經改了）。同時，宇宙空間里由於有地球引力的作用，是不能直接垂直向上飛的，需要根據一定的轉移軌道來飛，變軌也要按照基本法。

沒搞過電磁炮或者兵器什麼的，只能從軌道的角度算算

-------------------------------------------------------------題設-----------------------------------------------------------------------
忽略空氣阻力
假設我們從元首的好朋友比利那裡弄到了帝國藏匿多年的黑科技飛艇和電磁大炮，我們可以暫時不考慮 @熱氣球A41 提到的飛艇大小和電磁導軌問題
同時假設我們第一步只需要提供足夠初速讓炮彈進入遠地點35786km的霍曼轉移軌道即可，到達遠地點之後炮彈第二次點火帶提供足夠deltaV讓我們保持在同步軌道上。整體軌道規劃如下：

------------------------------------------------下面是計(nao)算(dong)開始的分割線-------------------------------------------------------
首先，我們設飛艇在赤道上自西向東以空速80公里/小時飛行，同時我們設高空靜風。那麼恭喜你，少年，您已經在慣性系中獲得了465.28+22.22=487.50m/s的初速度。
我們再算算，從20KM高度到35786km，增加的引力勢能是
$Delta E_p =-W_1-(-W_2)= -GM_Em(frac{1}{r_1}-frac{1}{r_2})=5.283 imes 10^{7} m J$
同時，同步地球軌道上的衛星速度為
$v = omega r approx 3.0746~mathrm{km}/mathrm{s} approx 11,068~mathrm{km}/mathrm{h} approx 6877.8~mathrm{mph}$
所以，不考慮其他因素，標準情況下霍曼轉移需要增加的能量為
$5.283 imes 10^{7} m J+frac{1}{2} m[(3074.6~mathrm{m}/mathrm{s} )^{2}-(487.5~mathrm{m}/mathrm{s} )^{2}]=5.743 imes 10^{7} m J$
所以，我們需要的相對炮口初速度是:10718m/s

恩，需要找個可以加速到這個速度的電磁炮……

--------------------------------------------------------下面是其他的一些分割線---------------------------------------------
P.S. 本來是要想用STK做個模擬的，然而發現自己實在是技藝不精，求大神有興趣模擬下。
P.S. 覺得腦洞真是個好東西……算算挺有趣的。有興趣的親可以算算要是單打個上面級進入轉移軌道，需要多少燃料能提供足夠能量變軌至同步軌道。
還是P.S.答主的航天知識都是坎巴拉太空計劃教的，如有錯誤，……，我相信金永德教授不會來咬我的23333
最後的P.S.其實「也只有36公里吧（說錯了是3萬6千公里），沒多遠了。」這句話其實很對，即使是3萬6千公里，也沒有多遠。很喜歡大劉看完嫦娥三號發射時說的那段話：

現在看來，如果把經濟前景，也就是俗話說的「有什麼用」，做為航天事業的主要依據，那大規模的太空探索永遠也無法實現。比如：登火星工程的初步預算是5000億美元，現在任何一個國家或國際組織很難在沒有經濟收益的情況下拿出這筆錢來。正因為如此，上世紀登月之後，人類宇航員飛離地球的距離再也沒有超出我家到北京的距離，高鐵大約走兩個小時。
那麼，這是不是人類在宇宙大篩選中正面臨著的新一層篩子，看似柔軟實則險惡。

短短的距離，禁錮著人類探索的步伐。

最後，特別推薦題主自己玩玩坎巴拉太空計劃，裡面從來不會排斥這樣的奇思妙想，大家可以嘗試各種各樣如此腦洞大開的發射計劃~

最主要的問題還是加速度，高度從來就不是個問題，如果在那個高度可以用大炮發射衛星，那麼在地面上也並沒有困難到哪裡去，20km的高度對第一宇宙速度來說只是幾秒鐘的問題，從能量角度上，20km的重力勢能要遠小於第一宇宙速度的動能。所以節約這點高度並沒有很明顯的經濟效應。
問題主要在於為什麼不用大炮直接發射衛星呢？凡爾納有一部科幻小說《從地球到月球》，主角們用一門大炮一炮把自己打上了月球軌道。然而小說畢竟是小說，如果一瞬間將炮彈加速到第一宇宙速度，炮彈裡面的東西會受到非常大的慣性力，跟把這個東西放在炮口上並沒有很大的區別。衛星裡面的設備都是很纖細的，並不能像實心的電磁炮動能彈一樣經受這麼大的加速度。
如果要讓加速度足夠小（按10G，100m/s^2計算），那麼導軌就必須要有300km以上的長度，不管在地面還是在空中，這樣長的導軌既建不起來，又不經濟。

想多了，根本不可能，先碼一下，晚上幫你算算需要多長的導軌，和多少電容/飛輪。
=============================================================
暫且先不提飛艇的問題，光是電磁導軌發射衛星這一個民科觀點就足夠不靠譜了。
首先，過載就是一個很大的問題，目前載人運載火箭過載的上限是5-6g，不少衛星上的儀器也在這個抗過載能力的水平。因為衛星和上面級需要做得很輕，所以結構強度上不去，吃太大的過載大致是不可能。
那麼就按照10G的過載進行計算吧，雖然很多航天器根本吃不了這個過載。
第一宇宙速度7.9km/s，暫時按照8km/s進行計算。過載取到10g,g取10m/s^2。
$t=v/a=80s$
$X=int_{0}^{t} at dt=at^{2} /2=320000m=320km$
這種情況下還需要320km的電磁導軌，是福特號航空母艦電磁彈射器長度的1000倍。同樣功率和能量也比福特號大一個數量級，如果只發射一噸以下小載荷的話，最大功率也要保持在一個數量級上而儲電量是要遠遠超出。
換言之，其成本比福特號也要高几個數量級。
載荷動能增加的功率需要達到0.8GW，電磁彈射設備的能量轉化效率在30%左右，也就是需要達到2.7GW的電功率。
累計的動能需要達到32GJ。
電磁彈射不能直接用電網供電，需要儲能裝置(電容或者飛輪)進行儲能。還需要整流環節進行整流。
現在美國比較新的大型飛輪可以達到775噸儲存3GJ電能的性能，同樣按照80%的轉換效率計算，需要28000噸重的飛輪。
這還是8km/s的數據，20km/s就在需要的地方乘一個2.5算了。
也就是需要2000公里長的大飛艇，重量差不多要比現在最重的百萬噸輪還大。
彷彿讓我想起來了莊子的逍遙遊——鵬之背，不知其幾千里也。
再說說飛艇吧，到了20000公里高度的基本都是變體飛艇，至少也需要放氣，體積很大，但是沒有什麼有效載荷，畢竟到那個高度上只有0.05個海平面大氣密度了。也就是說，排出一個18萬立方米容積的梅肯號飛行航母體積的氣體，才只能有12噸的重量而已。

建議在大家開腦洞之前，最好先溫習一下中學物理。

沒有變軌能力，你用光速發射都進入不了同步軌道

估計電磁炮速度才夠，但是飛艇上要帶多大一個發電機啊。而且啥樣的衛星才受得了那個高G加速

沒有空氣阻力，還有萬有引力啊，炮彈那點兒動能夠幹嘛的…

而且怎麼就「36公里」了？低軌衛星也得300公里啊，56公里沒出大氣層呢。

看到題主修改問題了，不妨算下加速度。。。。。

===============原回答===================
20公里………對於衛星軌道來說，這點距離跟在地面發射沒什麼區別………低軌衛星800KM以內都要考慮空氣阻力了……20KM這是才出對流層沒多遠啊……

衛星比這不知道高到哪裡去了

同學
你為什麼不把大炮炮身直接做成衛星呢？

后座力？
還是不如飛機放小火箭。飛艇的起降也是個很麻煩的事。

你這個炮彈的初速只有衛星速度的8分之一，顯然還需要努力啊。

電磁炮據說能達到20KM/S，那肯定是夠了

航天的東西不太懂。不過根據高中的物理知識，1000m/s的速度即使放到大氣層外，也會掉下來的
看了下問題描述，20公里高也就20000m，飛機的飛行高度，衛星的運行軌道低的也在200公里以上。另外，地球同步軌道是3.6萬公里，不是36公里。
還有就是動能勢能的轉換，炮彈自己不帶動力，飛上去的時候還要損失速度。如果再加上空氣阻力，速度損失更大，需要的初速度就更大了。

能否環繞地球進行圓周運動取決於軌道高度和速度兩個因素，軌道高度越高，環繞速度越低，但如果相對於地球靜止，在不考慮其他任何天體的情況下，不論你在什麼地方，軌道高度有多高，都會被地球吸過來。

也就是說即使炮彈飛到了同步衛星軌道，沒有足夠的速度照樣會掉下來。

所謂的同步軌道指的是在這個軌道高度，環繞速度正好可以保證在地球上的投影和地球自轉速度一樣，這就是所謂的同步。

所以即使是同步衛星軌道，所需要的速度也是非常高的，約為3.07km/s，即使減去地球自轉的速度加成466m/s也還差得遠。

也就是說即使炮彈達到1km/s，離同步衛星軌道所要求的速度都還差得遠。

這還沒算後坐力的損耗，飛艇既然是飄在天上的，所有的後坐力必須由飛艇自己承擔。

高一物理知識就能解決。
物體在海拔0 m（距地心約6400 km）的空中繞地球做勻速圓周運動所需要的線速度大約7.8 km/s，海拔20000 m（距地心約6420 km）處的話繞地球做勻速圓周運動所需要的線速度怎麼也不可能降到1 km/s。
粗略估算一下，即使忽略空氣阻力，炮彈也不可能在到達地表前達到一個足以維持其繞地球勻速圓周運動的速度，也就是說，只可能一頭扎在地上或海里。

一個叫布爾的火炮天才幹活類似的事情，直接百度他的名字即可。

先不說進入同步軌道這麼高大上的事情了，即使要達到第一宇宙速度，能夠進入近地軌道，也需要很大的能量，是必須用火箭的，但是火箭的絕大多數能量用於加速了，而非提高火箭本身的高度。所以呢，想讓炮彈進入近地軌道，即使從飛艇上從同溫層發射，沒有火箭助推也是做不到的。

目前射程最遠的大炮，參見擺渡，是美國的巴貝多大炮，最高炮口初速度是2100米/秒，而第一宇宙速度呢？7800米/秒。還是有很大差距的。所以就算把巴貝多大炮吊到大氣外層發射，也無非是讓炮彈飛的遠一些罷了，要達到環繞地球的速度，還差不少呢

世界上最大的飛機開建：將用於發射火箭把衛星送入太空

老美用F15和B52都實驗過發射衛星，要飛艇幹嘛

我想知道，只要把貨物運送到足夠高度，貨物自己的自然速度已經足夠第一宇宙速度了？

以前物理老師說過一句話。只要足夠高，把你踹一腳，你都能成為衛星

沒過卡門線，不能變軌的話會掉下來

你總得把炮彈運上去不是？都已經運到同步軌道了，直接發射到位不好么？

主要阻力是引力或者說地球重力。。空氣阻力只是渣渣