星际推进技术



章鱼喵

星际移民中心

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是什么?
干什么?

主要内容



  1. 推进技术要干什么
  2. 推进技术需要什么
  3. 推进技术大地图
  4. 一些技术理解
  5. 奇思妙想

飞船的推进技术


改变飞行器速度


推力
/
冲量

需要什么


工质
能源


或许
……
只要能源

大地图

(显然看不清,所以戳此

电磁推进技术


能源

工质来源

奇思妙想

电磁推进


等离子体

电场加速

磁场束缚

Grided ES ION Thruster


GRIDED ES ION THRUSTER


工质:[],[]

液体储存
容易气化
低污染低侵蚀
(早期使用汞和铯,
这些东西都会在推进器上聚集,
侵蚀电极,
而且不安全)

GRIDED ES ION THRUSTER

DS1


  1. 电压 1280V
  2. 离子出口速度:146,000km/h= 40.6 km/s
  3. 最大功率2300W,仅仅产生 90 mN 的推力

作为对照
化学燃料燃烧推进中,会产生 450 ~ 2250N 的推力

那么我们为嘛还要发明这个?

GRIDED ES ION THRUSTER


  1. 10 倍高的燃料利用率 ([化学燃料出口速度只有 5000 m/s 左右,只能作用 500s]
  2. 冲量决定动量改变。(细水长流)
  3. 推进器本身质量小

例如,
DS1 的燃料有 81kg,
以最大功率一半运行,
可以持续20个月。
时间是化学推进的 10^5 倍。
而化学燃烧的推力只是IT的10^4倍。

霍尔效应推进器

洛伦兹力

霍尔效应推进器


更充分的电离

霍尔效应推进器

[ SMART-1 ]

  • Discharge power: 0.46–1.19 kW
  • Specific impulse: 1,100–1,600 s
  • Thrust: 30–70 mN
  • Thruster operating time: 5,000 h
  • Xenon throughput: 82 kg
  • Total impulse: 1.1 MN·s
  • Total ΔV: 3.9 km/s 

对照


SI = Specific Impuse

这个 VASIMR 是啥

VASIMR

[VASIMR]
[Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket]

VASIMR


VASIMR


VASIMR



将来可能用大功率的 VASIMR 来组建货运轨道
[Projected Lunar Cargo Capabilities of High-Power VASIMRTM Propulsion]

Q-THruster


[Quantum vacuum plasma thruster]


Fuel


现在大多使用 Xe

  • 惰性气体不腐蚀
  • 原子数还算大
  • 相对容易电离


质量投射器

炮姐投射器
[StarTram]

StarTRAM

[ StarTram ]

第一代是地面设计

  1. 6km 高的山顶
  2. 8.78 km/s 的发射速度
  3. 发射角度:10°

(地面的第一宇宙速度7.9km/s)

STarTRAM

第二代是轨道上

SKYHOOK


讨论


还有哪些可能技术?
哪种比较有希望?
星际移民需要哪些?





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计划



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近未来的:如何移民(所需的技术,资金,人才)
远未来的:例如曲率推进,人类移民后的发展