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根據現有技術,把一個僅重幾噸的衛星或物資發射到太空,需要用上百噸的火箭進行投送。也就是說,把大量的動能浪費在火箭自重的發射上。未來百年內,不知道有什麼更經濟的手段把航天器發射到太空?
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  • 1 # 科學船塢

    不管用什麼辦法,都得克服地心引力,克服地心引力就必須要產生足夠大的反作用力,目前火箭的推進劑主要有3種,一是固體推進劑,二是液體推進劑,三是混合型推進劑。

    但是不管是哪種推進劑,用得都是化學燃料,不過缺點是質能轉換率很低。

    當然還有離子推進器,它的原理就是,先將儲備好的空氣電離,然後電場力將帶電的離子加速後噴出,以產生反作用力,缺點是,目前的離子推進器只能推得動一張紙。不過,離子推進器可以應用在真空中,因為真空中沒有空氣阻力,即使產生少量的推力,飛行器也會不斷的加速,不斷的加速,直至非常快,這個比常規火箭來得經濟。

    未來一百年內,我想我們仍然需要火箭,不過在推進劑上,會有所改進,使之更高效,自重更少,推進力更大!

    暢想未來,會出現反物質推進器,或者是曲率引擎,這都說不定呢?既然人類擁有著宏大的目標,想去更遙遠的深空,憑藉現在的火箭又是不可能的,所以按照人類的本性,肯定會想方設法的研製出更加先進的飛行器,這是肯定的!

    你們的看法呢?

  • 2 # 知對知錯學物理

    謝邀!一次性火箭成本太高,太空梭雖能重複使用,但1986年後由於挑戰者號航天飛機發生機毀人亡的重大事故,美國迫切需要一種運營成本低,飛行安全性高、適合空間站應用的“乘員運載系統”。於是美國宇航局開始以升力體構型為基礎,研發HL_20升力體驗證機,並進行了大量風洞試驗。2006年,SpaceDev公司決定在HL-20升力體構型的基礎上研製“追夢者”,並參與美國宇航局“商業軌道運輸服務”專案的競標。2017年在美國愛德華茲空軍基地對是“追夢者”升力體飛行器成功進行了試飛與著陸測試。它的外形奇特,但降落方式和普通飛機一樣。當然中國也在研製能像普通飛機一樣起降,太空中切換為噴氣飛行的太空梭。

    另外SpaceX獵鷹火箭也實現了一級火箭的回收,這是火箭多級無損回收的重要一步。公司創始人馬斯克認為:能夠製造重複使用的火箭,才是人類航天的未來。

  • 3 # 軍武資料庫

    簡單的說說題主的問題吧。

    三種方式似乎是可行的。

    第一種是電磁加速軌道

    和電磁炮的原理基本相同。利用電磁軌道將載荷直接送入太空中。NASA在做這方面的研究,目前已經取得了一定的進展。

    簡單的說就是架設一條很長的軌道,利用電磁力將衛星或者飛船加速到第一宇宙速度以上使其脫離地球的吸引力。

    原理很簡單但是實現起來相比其他入軌方式則困難的多。主要原因是利用電磁軌道發射的時候載荷脫離軌道瞬間即是最高飛行速度。

    由於低海拔空氣密度高,這時候的載荷與空氣摩擦的劇烈程度比衛星返回地球所承受的摩擦要高几十倍。因此此項技術能夠成功的案例並不多。但隨著材料技術的不斷進步,“軌道炮”發射飛船的實現也就越來越成為可能。

    電磁輻射引擎

    目前中美英德都有研究的一種黑科技無工質引擎,依靠電磁波輻射壓力進行驅動。

    透過特殊的腔體結構使電磁輻射造成壓力的不均衡。用這種壓力的不均衡進行驅動。

    雖然不符合動量守恆定律,但是實驗結果卻出乎意料的發現驅動力。

    目前各國研究的主要目標是驗證和擴大這種推動力。也相繼建立和更新了大量emdriver的設計方案。目前而言無工質的推進方式或許是最划算的推進方式之一。因此對這種概念的研究一直不斷。但最後會不會像永動機一樣還未嘗可知。

    反重力物質引擎

    對引力的研究是目前的一個熱點研究範疇

    利用反引力物質可以驅動飛船直接飛入太空。不過從量子力學角度來說引力是一個空間基本的標量就像時間一樣是不可創造的。

    但隨著深入的研究或許會有突破。

  • 4 # Zhouzfu

    發射成本最低最可能實現的是電磁軌道發射系統,其次是繼續改進現有化學燃料火箭、太空梭,最後比較科幻的是反物質發動機火箭、反重力裝置等。現有一定基礎的離子發動機、不知工作原理的電磁(微波)發動機由於功率太小,只能用於長時間長距離星際航行,不可能用於地面火箭發射。核動力火箭也不靠譜。

  • 5 # 航小北的日常科普

    有人會說什麼反物質引擎呀、反重力引擎呀,之類之類的,這些推進方式的都是有可能在未來實現的,但是目前來看,不太靠譜,唯一比較靠譜的還是最簡單、最原始的方式:用各種方式讓航天器加速。

    簡單說,就是航天器只要具有了一定的速度,就是可以離開地球、飛向太空了,而人類實現的航天器加速的方式是多種多樣的,比如說現在最常用的方法,使用火箭向後快速噴射物質獲得反作用力而加速。

    ↑使用火箭為航天器加速↑

    而曾經還有人提出另外一種方法:用大炮來加速。也就是說把衛星像炮彈一樣發射出去,只要速度足夠大,也是可以讓這顆衛星脫離地球的引力的。比如說上個世紀60年代中期布林博士的“高空飛行研究計劃”,最終制造出來一門長達36米、口徑424mm的超級大炮,可以把90公斤重的衛星發射到180公里高的位置。

    ↑用超級大炮發射衛星↑

    不過這種大炮也有很大的缺點,就是在炮管中衛星會受到巨大的加速度作用,一般的精密儀器哪兒經得起這麼折騰?而且炮管短了衛星速度沒法達到很高,炮管長了,炮管的強度又成了大問題,所以在製造上也有諸多麻煩。最後這門超級大炮計劃擱淺。

    還有一種類似於超級大炮的衛星發射方式,只是比大炮稍微溫和一些,用的是電磁加速技術,透過電磁力對物體進行加速。這樣的話製造難度會比炮管小很多,而且軌道也可以設計地更長、從而讓衛星承受的加速度不用那麼大。

    ↑電磁加速原理↑

    ↑科幻電影裡面的電磁炮↑

    這種類似於電磁炮的衛星發射方式實際上還是很科幻的,我們只是在電影裡面曾經看到過,但是實際上這是一種非常可行的衛星發射方式,而且中國已經在研究了。比如說《國防科技工業》就曾經爆料過多種利用電磁加速原理髮射衛星的計劃。所以說未來100年內,這種飛行器發射方式也許會有很大的發展前景。

    ↑來自《國防科技工業》的爆料↑

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