航天器推进
太空飛行器推進是任何加速太空飛行器和人造卫星的方法，目前已知具有許多方式，每一種方式都有弱點與優點[1][2][3]。目前用以脫離地球引力的推進方式都是採用火箭，而在太空軌道上為人造衛星維持特定位置的都是依賴噴氣發動機，而遠程的航行則使用離子推進器。
推進方法
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火箭發動機
[编辑]噴氣發動機
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電磁加速器
[编辑]推進設備
[编辑]可能違背物理法則的推進系統
[编辑]不同的方法
[编辑]| 方法 | 有效排氣 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持續時間 | 最大ΔV (km/s) |
技术就绪指数 (9成最高,1為最低) |
|---|---|---|---|---|---|
| 固態火箭 | 1 - 4 | 103 - 107 | 分鐘 | ~ 7 | 9:已经过实际飞行验证 |
| 混合火箭 | 1.5 - 4.2 | <0.1 - 107 | 分鐘 | > 3 | 9:已经过实际飞行验证 |
| 單裝藥火箭 (裝藥) | 1 - 3 | 0.1 - 100 | 毫秒-分鐘 | ~ 3 | 9:已经过实际飞行验证 |
| 液態火箭 | 1 - 4.7 | 0.1 - 107 | 分鐘 | ~ 9 | 9:已经过实际飞行验证 |
| 靜電離子推力器 | 15 - 210[4] | 10−3 - 10 | 月/年 | > 100 | 9:已经过实际飞行验证 |
| 霍爾推力器 (HET) | 8 - 50 | 10−3 - 10 | 月/年 | > 100 | 9:已经过实际飞行验证[5] |
| Resistojet rocket | 2 - 6 | 10−2 - 10 | 分鐘 | ? | 8: 已经过实际飞行验证 [6] |
| 電弧噴射火箭 | 4 - 16 | 10−2 - 10 | 分鐘 | ? | 8: 已经过实际飞行验证 [來源請求] |
| Field Emission Electric Propulsion (FEEP) | 100[7]-130 | 10−6[7]-10−3[7] | 月/年 | ? | 8: 已经过实际飞行验证 [7] |
| 脈衝等離子體推力器 (PPT) | ~ 20 | ~ 0.1 | ~2,000-10,000 小時 | ? | 7:原形於太空中經過試驗 |
| 雙模式推進火箭 | 1 - 4.7 | 0.1 - 107 | 毫秒-分鐘 | ~ 3 - 9 | 7: 原形於太空中經過試驗 |
| 太陽帆 | 300,000:Light 145-750:Wind |
9/km2 @ 1 AU 230/km2@0.2AU 10−10/km2@4 ly |
不定 | > 40 | 9:光压高度控制系统已通过实际飞行验证 6:仅在太空中成功展开过 5:Light-sail validated in lit vacuum |
| 三裝藥火箭 | 2.5 - 5.3 | 0.1 - 107 | 分鐘 | ~ 9 | 6:原形於太空中經過試驗[8] |
| 磁等离子体动力推力器 (MPD) | 20 - 100 | 100 | 星期 | ? | 6:1 kW推力型於太空中經過試驗 [9] |
| 核热火箭 | 9[10] | 107[10] | 分鐘[10] | > ~ 20 | 6: 原形於太空中經過試驗 |
| 質量投射器 (for propulsion) | 0 - ~30 | 104 - 108 | 月 | ? | 6:32MJ推力型於太空中經過試驗 |
| 系留推进技术 | N/A | 1 - 1012 | 分鐘 | ~ 7 | 6:31.7 km型於太空中經過試驗 [11] |
| 空气放大火箭技术 | 5 - 6 | 0.1 - 107 | 秒-分鐘 | > 7? | 6: 原形於太空中經過試驗 [12][13] |
| 液体燃料进气引擎 | 4.5 | 103 - 107 | 秒-分鐘 | ? | 6: 原形於太空中經過試驗 |
| 脉冲引射推进技术 (PIT) | 10[14]-80[14] | 20 | 月 | ? | 5:部分制品已在真空试验环境下通过实验[14] |
| 可变比冲磁等离子体火箭 (VASIMR) | 10 - 300 | 40 - 1,200 | 日 - 月 | > 100 | 5:Component-200 kW 部分制品已在真空试验环境下通过实验 |
| 磁场摆动放大推进技术 | 10 - 130 | 0.1 - 1 | 日 - 月 | > 100 | 5:部分制品已在真空试验环境下通过实验 |
| 太阳热力火箭 | 7 - 12 | 1 - 100 | 星期 | > ~ 20 | 4:只在一般实验室进行过相关试验[15] |
| Radioisotope rocket | 7 - 8 | 1.3 - 1.5 | 月 | ? | 4:只在一般实验室进行过相关试验 |
| 核－电火箭(As electric prop. method used) | 可變 | 可變 | 可變 | ? | 4:Component-400kW 只在实验室进行过相关试验 |
| 獵戶座計劃 (近期核脉冲推进) | 20 - 100 | 109 - 1012 | 日 | ~30-60 | 3:Validated-900 kg proof-of-concept[16][17] |
| 太空電梯 | N/A | N/A | 不定 | > 12 | 3:只在理论上证明可行 |
| Reaction Engines SABRE[18] | 30/4.5 | 0.1 - 107 | 分鐘 | 9.4 | 3:只在理论上证明可行 |
| 電動帆 | 145-750:Wind | ? | 不定 | >40 | 3:只在理论上证明可行 |
| 磁化帆 | 145-750:Wind | 70/40Mg[19] | 不定 | ? | 3:只在理论上证明可行 |
| Magnetic sail#Mini-magnetospheric plasma propulsion | 200 | ~1 N/kW | 月 | ? | 3:只在理论上证明可行[20] |
| Beam-powered/Laser(As prop. method powered by beam) | 可變 | 可變 | 可變 | ? | 3:只在理论上证明可行 |
| 发射环/Orbital ring | N/A | ~104 | 分鐘 | >>11-30 | 2:Technology 尚处概念论证阶段 |
| 核脈衝推進 (代達羅斯計劃) | 20 - 1,000 | 109 - 1012 | 年 | ~15,000 | 2:Technology concept formulated |
| 气芯反应堆火箭 | 10 - 20 | 103 - 106 | ? | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 核盐水火箭 | 100 | 103 - 107 | 小時 | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 裂變帆 | ? | ? | ? | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 裂变碎片火箭 | 15,000 | ? | ? | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 核光子火箭 | 300,000 | 10−5 - 1 | 年-幾十年 | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 聚变火箭 | 100 - 1,000 | ? | ? | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 反物質催化核脈衝推進 | 200 - 4,000 | ? | 日-星期 | ? | 2: 概念论证阶段 |
| 反物質火箭 | 10,000-100,000 | ? | ? | ? | 2:概念论证阶段 |
| 巴萨德冲压发动机 | 2.2 - 20,000 | ? | 不定 | ~30,000 | 2:概念构想阶段 |
| 重力电磁环发射器 | 300,000:GEM | ? | ? | <300,000 | 1:Basic principles observed & reported |
| 阿庫別瑞引擎 | >300,000 | ? | ? | ∞ | 1:该概念相关原理刚刚被提出 |
| 方法 | 有效排氣 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持續時間 | 最大ΔV (km/s) |
技术就绪指数 （9成最高,1為最低） |
行星和大气发射
[编辑]某些发射方法不采用火箭或以火箭为辅助设备，这些称为非火箭航天发射。
参考文献
[编辑]- ^ Meyer, Mike. In-space propulsion systems roadmap (PDF). nasa.gov: 9. April 2012 [Feb 1, 2021]. （原始内容 (PDF)存档于October 9, 2022）.
- ^ Mason, Lee S. "A practical approach to starting fission surface power development. （页面存档备份，存于互联网档案馆）" proceedings of International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP'06), American Nuclear Society, La Grange Park, Illinois, 2006b, paper. Vol. 6297. 2006.
- ^ Leone, Dan. NASA Banking on Solar Electric Propulsion's Slow but Steady Push. Space News (SpaceNews, Inc). May 20, 2013 [February 1, 2021]. （原始内容存档于July 20, 2013）.
- ^ 存档副本. [2010-11-10]. （原始内容存档于2012-12-03）.
- ^ Hall effect thrusters have been used on Soviet/Russian satellites for decades.
- ^ A Xenon Resistojet Propulsion System for Microsatellites Archived 2010-09-18 at WebCite (Surrey Space Centre, University of Surrey, Guildford, Surrey)
- ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 存档副本. [2011-07-07]. （原始内容存档于2011-07-07）.
- ^ 存档副本. [2010-02-10]. （原始内容存档于2010-02-10）.
- ^ 存档副本. [2020-09-17]. （原始内容存档于2019-04-28）.
- ^ 10.0 10.1 10.2 存档副本. [2009-04-08]. （原始内容存档于2009-04-08）.
- ^ 存档副本. [2010-11-10]. （原始内容存档于2003-02-10）.
- ^ Gnom 互联网档案馆的存檔，存档日期2010-01-02.
- ^ NASA GTX 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-11-22.
- ^ 14.0 14.1 14.2 The PIT MkV pulsed inductive thruster (PDF). [2010-11-10]. （原始内容存档 (PDF)于2014-02-11）.
- ^ Pratt & Whitney Rocketdyne Wins $2.2 Million Contract Option for Solar Thermal Propulsion Rocket Engine （页面存档备份，存于互联网档案馆） (Press release, June 25, 2008, Pratt & Whitney Rocketdyne)
- ^ Operation Plumbbob. July 2003 [2006-07-31].
- ^ Brownlee, Robert R. Learning to Contain Underground Nuclear Explosions. June 2002 [2006-07-31].
- ^ 引用错误：没有为名为
SABRE的参考文献提供内容 - ^ 存档副本 (PDF). [2009-02-27]. （原始内容 (PDF)存档于2009-02-27）.
- ^ MagBeam. [2010-11-10]. （原始内容存档于2013-01-03）.
外部連結
[编辑]- NASA Beginner's Guide to Propulsion
- NASA Breakthrough Propulsion Physics project
- Rocket Propulsion （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Journal of Advanced Theoretical Propulsion
- Different Rockets （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Earth-to-Orbit Transportation Bibliography （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Spaceflight Propulsion （页面存档备份，存于互联网档案馆） - a detailed survey by Greg Goebel, in the public domain
- Rocket motors on howstuffworks.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Johns Hopkins University, Chemical Propulsion Information Analysis Center （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Three-phase electric arc plasma torches "Star" （页面存档备份，存于互联网档案馆） – Keldysh Research Center official web page
