太空飛行器推進

太空飛行器推進

太空飛行器推進是任何加速太空飛行器和人造衛星的方法,目前已知具有許多方式,每一種方式都有弱點與優點。目前許多推進方式是採用火箭

基本介紹

推進方法,推進設備,可能違背物理法則的推進系統,不同的方法和各自的推力,行星和大氣發射,

推進方法

電磁加速器(離子推進器
太陽帆的想像圖太陽帆的想像圖

推進設備

質量投射器
點擊後為動畫:利用行星引力進行減速點擊後為動畫:利用行星引力進行減速
點擊後為動畫:利用行星引力進行減速點擊後為動畫:利用行星引力進行減速

可能違背物理法則的推進系統

曲速引擎
點擊後為動畫:4點擊後為動畫:4
圖4:利用行星引力進行加速的示意圖,現在的太陽系內航行非常依賴這種方法進行加速

不同的方法和各自的推力

太空飛行器推進
方法有效排氣
速度
(km/s)
推力
(N)
持續時間最大ΔV
(km/s)
技術成熟度
(9成最高,1為最低)
固態火箭
1 - 4
10- 10
分鐘
~ 7
9:已經過實際飛行驗證
混合火箭
1.5 - 4.2
<0.1 - 10
分鐘
> 3
9:已經過實際飛行驗證
單裝藥火箭(裝藥)
1 - 3
0.1 - 100
毫秒-分鐘
~ 3
9:已經過實際飛行驗證
液態火箭
1 - 4.7
0.1 - 10
分鐘
~ 9
9:已經過實際飛行驗證
靜電離子推力器
15 - 210
10- 10
月/年
> 100
9:已經過實際飛行驗證
8 - 50
10- 10
月/年
> 100
9:已經過實際飛行驗證
Resistojet rocket
2 - 6
10- 10
分鐘
?
8: 已經過實際飛行驗證
電弧噴射引擎
4 - 16
10- 10
分鐘
?
8: 已經過實際飛行驗證
Field Emission Electric Propulsion(FEEP)
100-130
10-10
月/年
?
8: 已經過實際飛行驗證
脈衝電漿推力器(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 - 10
毫秒-分鐘
~ 3 - 9
7: 原形於太空中經過試驗
300,000:Light
145-750:Wind
9/km@ 1AU
230/[email protected]
10/km@4ly
不定
> 40
9:光壓高度控制系統已通過實際飛行驗證
6:僅在太空中成功展開過
5:Light-sail validated in lit vacuum
三裝藥火箭
2.5 - 5.3
0.1 - 10
分鐘
~ 9
6:原形於太空中經過試驗
磁電漿動力推力器(MPD)
20 - 100
100
星期
?
6:1kW推力型於太空中經過試驗
核熱火箭
9
10
分鐘
> ~ 20
6: 原形於太空中經過試驗
質量投射器(for propulsion)
0 - ~30
10- 10
?
6:32MJ推力型於太空中經過試驗
系留推進技術
N/A
1 - 10
分鐘
~ 7
6:31.7km型於太空中經過試驗
空氣放大火箭技術
5 - 6
0.1 - 10
秒-分鐘
> 7?
6: 原形於太空中經過試驗
液體燃料進氣引擎
4.5
10- 10
秒-分鐘
?
6: 原形於太空中經過試驗
脈衝引射推進技術(PIT)
10-80
20
?
5:部分製品已在真空試驗環境下通過實驗
10 - 300
40 - 1,200
日 - 月
> 100
5:Component-200kW 部分製品已在真空試驗環境下通過實驗
磁場擺動放大推進技術
10 - 130
0.1 - 1
日 - 月
> 100
5:部分製品已在真空試驗環境下通過實驗
太陽熱力火箭
7 - 12
1 - 100
星期
> ~ 20
4:只在一般實驗室進行過相關試驗
Radioisotope rocket
7 - 8
1.3 - 1.5
?
4:只在一般實驗室進行過相關試驗
核-電火箭(As electric prop. method used)
可變
可變
可變
?
4:Component-400kW只在實驗室進行過相關試驗
Orion Project(Near term nuclear pulse propulsion)
20 - 100
10- 10
~30-60
3:Validated-900kg proof-of-concept
N/A
N/A
不定
> 12
3:只在理論上證明可行
Reaction Engines SABRE
30/4.5
0.1 - 10
分鐘
9.4
3:只在理論上證明可行
145-750:Wind
70/40Mg
不定
?
3:只在理論上證明可行
Magnetic sail#Mini-magnetospheric plasma propulsion
200
~1 N/kW
?
3:只在理論上證明可行
Beam-powered/Laser(As prop. method powered by beam)
可變
可變
可變
?
3:只在理論上證明可行
發射環/Orbital ring
N/A
~10
分鐘
>>11-30
2:Technology尚處概念論證階段
核脈衝推進(代達羅斯計畫)
20 - 1,000
10- 10
~15,000
2:Technology concept formulated
氣芯反應堆火箭
10 - 20
10- 10
?
?
2: 概念論證階段
100
10- 10
小時
?
2: 概念論證階段
裂變帆
?
?
?
?
2: 概念論證階段
裂變碎片火箭
15,000
?
?
?
2: 概念論證階段
核光子火箭
300,000
10- 1
年-幾十年
?
2: 概念論證階段
聚變火箭
100 - 1,000
?
?
?
2: 概念論證階段
反物質催化核脈衝推進
200 - 4,000
?
日-星期
?
2: 概念論證階段
10,000-100,000
?
?
?
2:概念論證階段
巴薩德衝壓發動機
2.2 - 20,000
?
不定
~30,000
2:概念構想階段
重力電磁環發射器
300,000:GEM
?
?
<300,000
1:Basic principles observed & reported
>300,000
?
?
1:該概念相關原理剛剛被提出

行星和大氣發射

某些發射方法不採用火箭或以火箭為輔助設備,這些稱為非火箭航天發射

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