什么是一些不寻常的空间推进形式？(some unusual forms of space propulsion?)
今天典型的空间推进形式是固体火箭助推器、液体火箭和混合火箭。 所有这些火箭都携带燃料，利用化学能产生推力。 不幸的是，它们可能非常昂贵：可能需要25-200公斤的火箭才能将1公斤的有效载荷运送到低地球轨道。 截至2008年，将一公斤的载荷运送到低地球轨道至少需要4,000美元（USD）。
化学火箭发射和旅行的方法从根本上说是有限的。 因为火箭必须通过大气层最稠密的部分推动自己的燃料向上，所以它的成本效益并不高。 最近的一项发明是私人航天器SpaceShipOne，它在发射前使用一个运载飞船（白骑士）将其带到14公里（8.7英里）的高度。 在这个高度，比珠穆朗玛峰的高度还高，SpaceShipOne已经在大气层的90%以上，并且能够使用其小型混合发动机将其余的路程带到空间边缘（100公里高度）。早期廉价、可重复使用的旅游航天器可能是基于这种模式。
除了化学火箭范式之外，还有其他几种空间推进形式已经得到分析。 特别是离子推进器，已经被几个航天器成功使用，包括深空1号，它在2001年访问了博雷利彗星和小行星布莱尔。 离子推进器的运作就像一个粒子加速器，利用电磁场将离子从发动机的后面抛出。 对于较长的旅行，如从地球到火星，离子推进器提供比传统形式的空间推进更好的性能，但只有很小的差距。
更先进的空间推进形式包括核脉冲推进和其他核动力方法。 核电站或核弹的功率密度是任何化学来源的许多倍，核火箭也会相应地更有效。 核脉冲推进是20世纪60年代的一个参考设计，名为猎户座--不要与2000年代的猎户座乘员探索飞行器混淆--它可以在短短4周内将200人的乘员送往火星并返回，而美国宇航局目前的化学动力参考任务需要12个月，或者土星卫星需要7个月。
另一个名为 "戴德鲁斯计划 "的设计只需要大约50年就能到达6光年外的伯纳德星，但需要在惯性约束核聚变（ICF）领域取得一些技术进展。 大多数关于核脉冲推进的研究由于1965年的《部分禁试条约》而被取消，尽管这一想法最近再次得到关注。
另一种空间推进形式，即太阳帆，在20世纪80年代和90年代得到了一些详细的研究。 太阳帆将使用一个反射帆，利用太阳的辐射压力来加速有效载荷。 太阳帆不携带反应质量，可能是远离太阳的快速旅行的理想选择。 虽然太阳帆可能需要几周或几个月的时间来加速到一个可观的速度，这个过程可以通过使用地球或天基激光器来引导辐射到帆上而实现跨越。 不幸的是，折叠和展开极薄太阳帆的技术还没有，所以建造可能必须在空间进行，使问题相当复杂。
另一种更为未来的空间推进形式是使用反物质作为推进的燃料，就像科幻小说中的一些宇宙飞船一样。 今天，反物质是地球上最昂贵的物质，每毫克的成本约为3000亿美元。 迄今为止，只生产了几纳米的反物质，大约足够照亮一个灯泡几分钟的时间。
所提到的许多技术与化学火箭之间的关键区别是，这些技术可能能够将航天器加速到接近光速，而化学火箭则不能。 因此，太空旅行的长期前景在于这些技术中的一个。
- 发表于 2022-02-09 12:14
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- 分类：科学
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