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航天器推进

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NASA太空中心裏試驗中的RS-68發動機

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

推進方法

利用行星引力減速
利用行星引力加速的示意圖,現在的太陽系內航行非常依賴這種方法加速

火箭發動機

噴氣發動機

太陽帆的想像圖

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

航天器推進
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[1] 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[2]
Resistojet rocket 2 - 6 10−2 - 10 分鐘 ? 8: 已经过实际飞行验证 [3]
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[4]-130 10−6[4]-10−3[4] 月/年 ? 8: 已经过实际飞行验证 [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 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[5]
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 [6]
核热火箭 9[7] 107[7] 分鐘[7] > ~ 20 6: 原形於太空中經過試驗
質量投射器 (for propulsion) 0 - ~30 104 - 108 ? 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 [8]
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 [9][10]
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[11]-80[11] 20 ? 5:部分制品已在真空试验环境下通过实验[11]
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[12]
Radioisotope rocket 7 - 8 1.3 - 1.5 ? 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 ~30-60 3:Validated-900 kg proof-of-concept[13][14]
太空電梯 N/A N/A 不定 > 12 3:只在理论上证明可行
Reaction Engines SABRE[15] 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[16] 不定 ? 3:只在理论上证明可行
Magnetic sail#Mini-magnetospheric plasma propulsion 200 ~1 N/kW ? 3:只在理论上证明可行[17]
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 ~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

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

  1. ^ 存档副本. [2010-11-10]. (原始内容存档于2012-12-03). 
  2. ^ Hall effect thrusters have been used on Soviet/Russian satellites for decades.
  3. ^ A Xenon Resistojet Propulsion System for Microsatellites Archived 2010-09-18 at WebCite (Surrey Space Centre, University of Surrey, Guildford, Surrey)
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 存档副本. [2011-07-07]. (原始内容存档于2011-07-07). 
  5. ^ 存档副本. [2010-02-10]. (原始内容存档于2010-02-10). 
  6. ^ 存档副本. [2020-09-17]. (原始内容存档于2019-04-28). 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 存档副本. [2009-04-08]. (原始内容存档于2009-04-08). 
  8. ^ 存档副本. [2010-11-10]. (原始内容存档于2003-02-10). 
  9. ^ Gnom 互联网档案馆存檔,存档日期2010-01-02.
  10. ^ NASA GTX 互联网档案馆存檔,存档日期2008-11-22.
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 The PIT MkV pulsed inductive thruster (PDF). [2010-11-10]. (原始内容存档 (PDF)于2014-02-11). 
  12. ^ 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)
  13. ^ Operation Plumbbob. July 2003 [2006-07-31]. 
  14. ^ Brownlee, Robert R. Learning to Contain Underground Nuclear Explosions. June 2002 [2006-07-31]. 
  15. ^ 引用错误:没有为名为SABRE的参考文献提供内容
  16. ^ 存档副本 (PDF). [2009-02-27]. (原始内容 (PDF)存档于2009-02-27). 
  17. ^ MagBeam. [2010-11-10]. (原始内容存档于2013-01-03). 

外部連結