可以帮助我们到达星星的无推进剂航天器技术

未来的航天器可能会通过从行星、阳光和太阳风而不是机载燃料中获取动量来行驶更远的距离。每一枚传统火箭都面临着同样的问题:它必须携带推动它的材料。自从康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky) 在 1903 年描述火箭方程式以来,航天器就开始燃烧燃料并将其向后排出,以在 [...]

来源:SciTech日报

未来的航天器可能会通过从行星、阳光和太阳风而不是机载燃料中获取动量来行驶更远的距离。

每一枚传统火箭都面临着同样的问题:它必须携带推动它的材料。自从康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky) 在 1903 年描述火箭方程式以来,航天器就根据牛顿第三定律燃烧燃料并将其向后排出以向前移动。

但是添加推进剂也会增加重量,这需要更多的燃料来加速较重的车辆。这种复杂的负担给任务带来了严重的限制,并使星际旅行显得异常困难。如果航天器可以在不携带推进剂的情况下移动怎么办?

一项全面的综述通过研究航天无推进剂推进技术来探讨这种可能性。这些方法不依赖化学燃烧,而是从太空中已有的力量中汲取能量或动量,有可能支持传统火箭无法完成的任务。

重力辅助交换燃料以换取计时

重力辅助是最成熟的无推进剂方法,几十年来一直在引导航天器。工程师们在精心选择的时间和角度发射一艘航天器经过一颗行星,使其能够吸收行星轨道动量的微小份额,并在不燃烧燃料的情况下获得速度。航海家号利用这一策略到达了所有四个外行星。它的主要限制是时间:所需的行星必须正确对齐,因此发射机会并不常见,并且可能的路线受到限制。

帆利用阳光和太阳风

磁帆采用不同的方法,利用超导环路产生强大的磁场,使太阳风(不断从太阳流出的带电粒子流)偏转。通过推动等离子体,磁帆在不消耗推进剂的情况下产生推力。它们可能提供比太阳帆更好的加速度,并且不会像反射膜那样随着时间的推移而退化。