航天器推进
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太空飞行器推进是任何加速太空飞行器和人造卫星的方法,目前已知具有许多方式,每一种方式都有弱点与优点[1][2][3]。目前用以脱离地球引力的推进方式都是采用火箭,而在太空轨道上为人造卫星维持特定位置的都是依赖喷气发动机,而远程的航行则使用离子推进器。
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推进方法
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推进设备
可能违背物理法则的推进系统
不同的方法
方法 | 有效排气 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持续时间 | 最大ΔV (km/s) |
技术就绪指数 (9成最高,1为最低) |
---|---|---|---|---|---|
固态火箭 | 1 - 4 | 103 - 107 | 分钟 | ~ 7 | 9:已经过实际飞行验证 |
混合火箭 | 1.5 - 4.2 | <0.1 - 107 | 分钟 | > 3 | 9:已经过实际飞行验证 |
单装药火箭 (装药) | 1 - 3 | 0.1 - 100 | 毫秒-分钟 | ~ 3 | 9:已经过实际飞行验证 |
液态火箭 | 1 - 4.7 | 0.1 - 107 | 分钟 | ~ 9 | 9:已经过实际飞行验证 |
静电离子推力器 | 15 - 210[4] | 10−3 - 10 | 月/年 | > 100 | 9:已经过实际飞行验证 |
霍尔推力器 (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 | 分钟 | ? | 8: 已经过实际飞行验证 [6] |
电弧喷射火箭 | 4 - 16 | 10−2 - 10 | 分钟 | ? | 8: 已经过实际飞行验证 [来源请求] |
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] |
脉冲等离子体推力器 (PPT) | ~ 20 | ~ 0.1 | ~2,000-10,000 小时 | ? | 7:原形于太空中经过试验 |
双模式推进火箭 | 1 - 4.7 | 0.1 - 107 | 毫秒-分钟 | ~ 3 - 9 | 7: 原形于太空中经过试验 |
太阳帆 | 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 |
三装药火箭 | 2.5 - 5.3 | 0.1 - 107 | 分钟 | ~ 9 | 6:原形于太空中经过试验[8] |
磁等离子体动力推力器 (MPD) | 20 - 100 | 100 | 星期 | ? | 6:1 kW推力型于太空中经过试验 [9] |
核热火箭 | 9[10] | 107[10] | 分钟[10] | > ~ 20 | 6: 原形于太空中经过试验 |
质量投射器 (for propulsion) | 0 - ~30 | 104 - 108 | 月 | ? | 6:32MJ推力型于太空中经过试验 |
系留推进技术 | N/A | 1 - 1012 | 分钟 | ~ 7 | 6:31.7 km型于太空中经过试验 [11] |
空气放大火箭技术 | 5 - 6 | 0.1 - 107 | 秒-分钟 | > 7? | 6: 原形于太空中经过试验 [12][13] |
液体燃料进气引擎 | 4.5 | 103 - 107 | 秒-分钟 | ? | 6: 原形于太空中经过试验 |
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) | 可变 | 可变 | 可变 | ? | 4:Component-400kW 只在实验室进行过相关试验 |
猎户座计划 (近期核脉冲推进) | 20 - 100 | 109 - 1012 | 日 | ~30-60 | 3:Validated-900 kg proof-of-concept[16][17] |
太空电梯 | 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 | 分钟 | 9.4 | 3:只在理论上证明可行 |
电动帆 | 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) | 可变 | 可变 | 可变 | ? | 3:只在理论上证明可行 |
发射环/Orbital ring | N/A | ~104 | 分钟 | >>11-30 | 2:Technology 尚处概念论证阶段 |
核脉冲推进 (代达罗斯计划) | 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 | 小时 | ? | 2: 概念论证阶段 |
裂变帆 | ? | ? | ? | ? | 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-几十年 | ? | 2: 概念论证阶段 |
聚变火箭 | 100 - 1,000 | ? | ? | ? | 2: 概念论证阶段 |
反物质催化核脉冲推进 | 200 - 4,000 | ? | 日-星期 | ? | 2: 概念论证阶段 |
反物质火箭 | 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 |
阿库别瑞引擎 | >300,000 | ? | ? | ∞ | 1:该概念相关原理刚刚被提出 |
方法 | 有效排气 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持续时间 | 最大ΔV (km/s) |
技术就绪指数 (9成最高,1为最低) |
行星和大气发射
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
外部链接
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