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。
推進方法
火箭發動機
噴氣發動機
電磁加速器
推進設備
可能違背物理法則的推進系統
不同的方法
方法 | 有效排氣 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持續時間 | 最大ΔV (km/s) |
技術就緒指數 (9成最高,1為最低) |
---|---|---|---|---|---|
固態火箭 | 1 - 4 | 103 - 107 | 分鐘 | ~ 7 | 9:已經過實際飛行驗證 |
混合火箭 | 1.5 - 4.2 | <0.1 - 107 | 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 - 107 | 分鐘 | ~ 9 | 9:已經過實際飛行驗證 |
靜電離子推力器 | [1] | 15 - 21010−3 - 10 | 月/年 | > 100 | 9:已經過實際飛行驗證 |
霍爾推力器 (HET) | 8 - 50 | 10−3 - 10 | 月/年 | > 100 | 9:已經過實際飛行驗證[2] |
Resistojet rocket | 2 - 6 | 10−2 - 10 | 分鐘 | ? | 8: 已經過實際飛行驗證 [3] |
電弧噴射引擎 | 4 - 16 | 10−2 - 10 | 分鐘 | ? | 8: 已經過實際飛行驗證 [來源請求] |
Field Emission Electric Propulsion (FEEP) | [4]-130 | 100[4]-10−3[4] | 10−6月/年 | ? | 8: 已經過實際飛行驗證 [4] |
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 | 6:僅在太空中成功展開過 5:Light-sail validated in lit vacuum | 9:光壓高度控制系統已通過實際飛行驗證
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[5] |
磁等離子體動力推力器 (MPD) | 20 - 100 | 100 | 星期 | ? | 6:1 kW推力型於太空中經過試驗 [6] |
核熱火箭 | 9[7] | [7] | 107[7] | 分鐘> ~ 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 |
系留推進技術 | N/A | 1 - 1012 | 分鐘 | ~ 7 | 6:31.7 km型於太空中經過試驗 [8] |
空氣放大火箭技術 | 5 - 6 | 0.1 - 107 | 秒-分鐘 | > 7? | 6: 原形於太空中經過試驗 [9][10] |
液體燃料進氣引擎 | 4.5 | 103 - 107 | 秒-分鐘 | ? | 6: 原形於太空中經過試驗 |
脈衝引射推進技術 (PIT) | [11]-80[11] | 1020 | 月 | ? | 5:部分製品已在真空試驗環境下通過實驗[11] |
可變比沖磁等離子體火箭 (VASIMR) | 10 - 300 | 40 - 1,200 | 日 - 月 | > 100 | 5:Component-200 kW 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[12] |
Radioisotope rocket | 7 - 8 | 1.3 - 1.5 | 月 | ? | 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 |
獵戶座計劃 (近期核脈衝推進) | 20 - 100 | 109 - 1012 | 日 | ~30-60 | 3:Validated-900 kg proof-of-concept[13][14] |
太空電梯 | 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 - 107 | 分鐘 | 9.4 | 3:只在理論上證明可行 |
電動帆 | 145-750:Wind | ? | 不定 | >40 | 3:只在理論上證明可行 |
磁化帆 | 145-750:Wind | 70/40Mg[15] | 不定 | ? | 3:只在理論上證明可行 |
Magnetic sail#Mini-magnetospheric plasma propulsion | 200 | ~1 N/kW | 月 | ? | 3:只在理論上證明可行[16] |
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 | ~104 | 分鐘 | >>11-30 | 2:Technology 尚處概念論證階段 |
核脈衝推進 (代達羅斯計劃) | 20 - 1,000 | 109 - 1012 | 年 | ~15,000 | 2:Technology concept formulated |
氣芯反應堆火箭 | 10 - 20 | 103 - 106 | ? | ? | 2: 概念論證階段 |
核鹽水火箭 | 100 | 103 - 107 | 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 | 10−5 - 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 |
反物質火箭 | 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 |
阿庫別瑞引擎 | >300,000 | ? | ? | ∞ | 1:該概念相關原理剛剛被提出 |
方法 | 有效排氣 速度 (km/s) |
推力 (N) |
持續時間 | 最大ΔV (km/s) |
技術就緒指數 (9成最高,1為最低) |
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。
參考資料
- ↑ 存档副本. [2010-11-10].
- ↑ Hall effect thrusters have been used on Soviet/Russian satellites for decades.
- ↑ A Xenon Resistojet Propulsion System for Microsatellites (Surrey Space Centre, University of Surrey, Guildford, Surrey)
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 存档副本. [2011-07-07].
- ↑ 存档副本. [2010-02-10].
- ↑ 存档副本.
- ↑ 7.0 7.1 7.2 存档副本. [2009-04-08].
- ↑ 存档副本. [2010-11-10].
- ↑ Gnom
- ↑ NASA GTX
- ↑ 11.0 11.1 11.2 The PIT MkV pulsed inductive thruster (PDF). [2010-11-10].
- ↑ Pratt & Whitney Rocketdyne Wins $2.2 Million Contract Option for Solar Thermal Propulsion Rocket Engine (Press release, June 25, 2008, Pratt & Whitney Rocketdyne)
- ↑ Operation Plumbbob. 2003-07 [2006-07-31].
- ↑ Brownlee, Robert R. Learning to Contain Underground Nuclear Explosions. 2002-06 [2006-07-31].
- ↑ 存档副本 (PDF). [2009-02-27].
- ↑ MagBeam. [2010-11-10].
外部連結
- NASA Beginner's Guide to Propulsion
- NASA Breakthrough Propulsion Physics project
- Rocket Propulsion
- Journal of Advanced Theoretical Propulsion
- Different Rockets
- Earth-to-Orbit Transportation Bibliography
- Spaceflight Propulsion - a detailed survey by Greg Goebel, in the public domain
- Rocket motors on howstuffworks.com
- Johns Hopkins University, Chemical Propulsion Information Analysis Center
- Three-phase electric arc plasma torches "Star" – Keldysh Research Center official web page