近日，上海宇航系统工程研究所（上海航天科技八院所）在国家知识产权局公布了一项令人惊讶的专利申请：一种在临近空间电磁发射卫星的系统和方法。这是一种利用飞艇搭载电磁弹射系统和太阳能电池，在30~40千米高度发射微纳卫星的方法，具有低成本、高效率、灵活性等优点。这项专利展示了中国在电磁发射领域的创新能力和领先地位，也是上海宇航系统工程研究所在马伟明领导下作出的又一重大贡献。
电磁发射技术是一种利用电磁力将物体加速到高速的技术，有多种形式和应用，如电磁弹射、电磁炮、电磁枪等。这种技术具有低成本、高效率、环保等优点，被认为是未来航天发射的重要途径之一。然而，要实现从地面到空间的电磁发射，还面临着许多技术难题和挑战，如大气阻力、热障防护、能量储备等。
马伟明院士是中国电磁发射领域的领军人物，他曾建议直接上电磁弹射的国产航母，并提出了全能舰的设想，即利用电磁武器和激光武器等实现一艘舰担当一个航母编队的任务。他还提出了电磁发射导弹的模式，将电射技术应用于垂直发射系统，提高导弹的发射效率和可靠性。他还是中国探月工程四期总设计师，负责嫦娥七号、嫦娥八号、嫦娥九号等任务的总体设计和组织实施。他还是中国行星探测工程总设计师，负责天问二号、天问三号等任务的总体设计和组织实施。
马伟明院士长期致力于电气领域研究，瞄准国际科技发展前沿和武器装备发展需求，带领科研创新团队在“舰船能源与动力”、“电磁发射技术”和“新能源接入技术”等领域开展了一系列应用基础理论研究、关键技术攻关和重大装备研制，取得了一批具有革命性意义的原创性成果，引领了舰船综合电力和电磁发射两大颠覆性技术的发展，推进了军民通用新能源技术领域的进步。
这一次临近空间电磁发射卫星技术的提出，无疑又为马伟明院士的履历上增添了光辉的一笔，对此，不少网友直接评价称：“无双国士——马伟明”。临近空间电磁发射卫星是一种具有巨大潜力和前景的发射技术，它可以降低卫星发射成本和难度，提高卫星发射效率和灵活性，为中国的航天事业开辟新的空间。这项技术也体现了中国科学家在电磁发射领域的创新精神和开拓思维，标志着我国在电磁发射领域更上一层楼。
那么，临近空间电磁发射卫星到底有多难？它又有哪些优势和特点呢？下面我们就来具体分析一下。
临近空间电磁发射卫星的工作原理如下图所示：
首先，飞艇系统利用惰性气体升空，运载电磁弹射系统和卫星系统到达30~40千米高度的临近空间，并利用太阳能电池阵为其提供能量。飞艇系统还需要具备飞行控制、任务管理、姿态调整等功能，以保证其稳定性和安全性。
其次，电磁弹射系统在飞艇系统下方布置一个米长的直线加速轨道，并利用直线电机驱动系统为其提供脉冲能量。当需要发射卫星时，电磁弹射系统将卫星放置在轨道上，并通过控制脉冲能量变换来产生变化的磁场，使卫星受到洛伦兹力的作用而加速运动。在米长的轨道上，卫星需要被加速到8千米/秒左右的速度，才能进入近地轨道空间。
最后，卫星系统是一种微小型航天器系统，用于电磁发射。卫星系统需要具备抗高过载能力和自身发动机调整姿态和轨道的能力，以适应电磁发射的高速和高温环境。在穿越大气层时，卫星需要开启热障防护和火箭推进，以避免减速和烧毁，并在达到预定轨道后关闭火箭推进。
临近空间电磁发射卫星的技术难点主要有以下几个方面：
飞艇系统的设计和制造。飞艇系统需要承载电磁弹射系统和卫星系统，其重量、体积、结构、稳定性等都是需要考虑的因素。飞艇系统还需要具备飞行控制、任务管理、姿态调整等功能，以保证其稳定性和安全性。飞艇系统还需要利用太阳能电池阵为其提供能量，这也涉及到太阳能电池阵的设计、布局、转换效率等问题。
电磁弹射系统的设计和制造。电磁弹射系统需要在米长的轨道上将卫星加速到8千米/秒左右的速度，这需要极高的加速度、能量储备和控制能力，以及考虑大气阻力、热障防护和火箭推进等因素。电磁弹射系统还需要具备发射控制、直线电机驱动、直线加速轨道等功能，以保证其可靠性和精确性。
卫星系统的设计和制造。卫星系统需要具备抗高过载能力和自身发动机调整姿态和轨道的能力，以适应电磁发射的高速和高温环境。卫星系统还需要具备热障防护和火箭推进等功能，以保证其在穿越大气层时不会减速和烧毁，并在达到预定轨道后关闭火箭推进。卫星系统还需要具备通信、遥感、导航等功能，以实现其在轨任务。
临近空间电磁发射卫星的优势和特点有哪些呢？临近空间电磁发射卫星的优势和特点主要有以下几个方面：
低成本。临近空间电磁发射卫星可以利用飞艇作为可重复使用的运载工具，避免了传统火箭发射的高昂成本。同时，由于飞艇可以在临近空间长期停留，可以实现多次发射卫星，提高了发射效率。
高效率。临近空间电磁发射卫星可以利用电磁弹射技术将卫星快速送入近地轨道空间，避免了传统火箭发射的复杂过程。同时，由于飞艇可以根据需要调整位置和姿态，可以实现多种轨道的发射，提高了发射灵活性。
环保。临近空间电磁发射卫星可以利用太阳能作为能源，避免了传统火箭发射的污染。同时，由于电磁发射技术没有使用化学推进剂，也避免了对大气层的破坏。
创新。临近空间电磁发射卫星是一种全新的发射技术，是对传统火箭发射的颠覆和突破。它体现了中国科学家在电磁发射领域的创新精神和开拓思维，为中国的航天事业开辟了新的空间。
总之，临近空间电磁发射卫星是一种具有巨大潜力和前景的发射技术，它可以降低卫星发射成本和难度，提高卫星发射效率和灵活性，为中国的航天事业开辟新的空间。这项技术也体现了中国科学家在电磁发射领域的创新能力和领先地位，也是马伟明院士在电气领域作出的又一重大贡献。亲爱的读者，你对临近空间电磁发射卫星的技术和马伟明的成就有什么看法和感想呢？欢迎在评论区留言分享你的想法，也可以点赞、收藏、转发本文，让更多的人了解中国在电磁发射领域的创新成果和前沿探索。谢谢你的阅读和支持！