Raumfahrzeugantrieb ist jede Methode, die verwendet ist, um Raumfahrzeug und künstliche Satelliten zu beschleunigen. Es gibt viele verschiedene Methoden. Jede Methode hat Nachteile und Vorteile, und Raumfahrzeugantrieb ist ein aktives Gebiet der Forschung. Jedoch werden die meisten Raumfahrzeuge heute durch das Zwingen eines Benzins vom Rücken/Hinterseite des Fahrzeugs mit der sehr hohen Geschwindigkeit durch eine Überschallschnauze von de Laval angetrieben. Diese Sorte des Motors wird ein Raketentriebwerk genannt.

Alle aktuellen Raumfahrzeuge verwenden chemische Raketen (bipropellant oder fester Brennstoff) für den Start, obwohl einige (wie die Rakete von Pegasus und SpaceShipOne) luftatmende Motoren auf ihrer ersten Stufe verwendet haben. Die meisten Satelliten haben einfache zuverlässige chemische Trägerraketen (häufig monovorantreibende Raketen) oder resistojet Raketen für das Augenhöhlenstationshalten und einige Gebrauch-Schwung-Räder für die Einstellungskontrolle. Sowjetische Block-Satelliten haben elektrischen Antrieb seit Jahrzehnten verwendet, und neuere geo-umkreisende Westraumfahrzeuge fangen an, sie für nordsüdlichen stationkeeping und Bahn-Aufhebung zu verwenden. Interplanetarische Fahrzeuge verwenden größtenteils chemische Raketen ebenso, obwohl einige Ion-Trägerraketen und Saal-Wirkungsträgerraketen (zwei verschiedene Typen des elektrischen Antriebs) zum großen Erfolg verwendet haben.

Voraussetzungen

Künstliche Satelliten müssen in die Bahn gestartet werden, und sobald dort sie in ihre nominelle Bahn gelegt werden müssen. Einmal in der gewünschten Bahn brauchen sie häufig eine Form der Einstellungskontrolle, so dass sie in Bezug auf die Erde, die Sonne, und vielleicht einen astronomischen Gegenstand von Interesse richtig angespitzt werden. Sie sind auch unterworfen, um von der dünnen Atmosphäre zu schleifen, so dass man in der Bahn seit einem langen Zeitraum der Zeit bleibt, die eine Form des Antriebs gelegentlich notwendig ist um (Augenhöhlenstationkeeping) auszubessern. Viele Satelliten müssen von einer Bahn bis einen anderen von Zeit zu Zeit bewegt werden, und das verlangt auch Antrieb. Eine gewöhnliche Nutzungsdauer eines Satelliten ist darüber, sobald sie seine Fähigkeit erschöpft hat, seine Bahn anzupassen.

Raumfahrzeug hat vorgehabt, weiter auch Bedürfnis-Antrieb-Methoden zu reisen. Sie müssen aus der Atmosphäre der Erde gestartet werden, wie Satelliten tun. Einmal dort müssen sie Bahn verlassen und sich bewegen.

Für das interplanetarische Reisen muss ein Raumfahrzeug seine Motoren verwenden, um Erdbahn zu verlassen. Sobald es so getan hat, muss es irgendwie seinen Weg zu seinem Bestimmungsort machen. Aktuelle interplanetarische Raumfahrzeuge tun das mit einer Reihe von Kurzzeitschussbahn-Anpassungen. Zwischen diesen Anpassungen fällt das Raumfahrzeug einfach frei entlang seiner Schussbahn. Das kraftstoffeffizienteste Mittel, sich von einer kreisförmiger Bahn bis einen anderen zu bewegen, ist mit einer Übertragungsbahn von Hohmann: Das Raumfahrzeug beginnt in einer grob kreisförmigen Bahn um die Sonne. Eine kurze Periode des Stoßes in der Richtung auf die Bewegung beschleunigt oder verlangsamt das Raumfahrzeug in eine elliptische Bahn um die Sonne, die zu seiner vorherigen Bahn und auch zur Bahn seines Bestimmungsortes tangential ist. Das Raumfahrzeug fällt frei entlang dieser elliptischen Bahn, bis es seinen Bestimmungsort erreicht, wo eine andere kurze Periode des Stoßes beschleunigt oder es verlangsamt, um die Bahn seines Bestimmungsortes zu vergleichen. Spezielle Methoden wie aerobraking werden manchmal für diese Endaugenhöhlenanpassung verwendet.

Einige Raumfahrzeugantrieb-Methoden wie Sonnensegel stellen sehr niedrigen, aber unerschöpflichen Stoß zur Verfügung; ein interplanetarisches Fahrzeug mit einer dieser Methoden würde einer ziemlich verschiedenen Schussbahn folgen, entweder ständig gegen seine Richtung der Bewegung stoßend, um seine Entfernung von der Sonne zu vermindern oder ständig entlang seiner Richtung der Bewegung stoßend, seine Entfernung von der Sonne zu vergrößern. Das Konzept ist durch das japanische IKAROS Sonnensegel-Raumfahrzeug erfolgreich geprüft worden.

Raumfahrzeuge für das interstellare Reisen brauchen auch Antrieb-Methoden. Kein solches Raumfahrzeug ist noch gebaut worden, aber viele Designs sind besprochen worden. Da interstellare Entfernungen sehr groß sind, ist eine enorme Geschwindigkeit erforderlich, um ein Raumfahrzeug zu seinem Bestimmungsort in einer angemessenen Zeitdauer zu bekommen. Das Erwerben solch einer Geschwindigkeit auf dem Start und das Loswerden davon nach der Ankunft werden eine furchterregende Herausforderung für Raumfahrzeugentwerfer sein.

Wirksamkeit

Wenn im Raum der Zweck eines Antrieb-Systems ist, die Geschwindigkeit oder v von einem Raumfahrzeug zu ändern. Da das für das massivere Raumfahrzeug schwieriger ist, besprechen Entwerfer allgemein Schwung, mv. Der Betrag der Änderung im Schwung wird Impuls genannt. So ist die Absicht einer Antrieb-Methode im Raum, einen Impuls zu schaffen.

Wenn

sie ein Raumfahrzeug von der Erde startet, muss eine Antrieb-Methode eine höhere Anziehungskraft überwinden, um eine positive Nettobeschleunigung zur Verfügung zu stellen.

In der Bahn wird jeder zusätzliche Impuls, sogar sehr winzig, auf eine Änderung im Bahn-Pfad hinauslaufen.

Die Rate der Änderung der Geschwindigkeit wird Beschleunigung genannt, und die Rate der Änderung des Schwungs wird Kraft genannt. Um eine gegebene Geschwindigkeit zu erreichen, kann man eine kleine Beschleunigung im Laufe eines langen Zeitraumes der Zeit anwenden, oder man kann eine große Beschleunigung im Laufe einer kurzen Zeit anwenden. Ähnlich kann man einen gegebenen Impuls mit einer großen Kraft im Laufe einer kurzen Zeit oder einer kleinen Kraft im Laufe einer langen Zeit erreichen. Das bedeutet, dass, um im Raum, eine Antrieb-Methode zu manövrieren, die winzige Beschleunigungen erzeugt, aber Läufe können seit langem denselben Impuls wie eine Antrieb-Methode erzeugen, die große Beschleunigungen seit einer kurzen Zeit erzeugt. Wenn sie von einem Planeten losfahren, können winzige Beschleunigungen nicht die Anziehungskraft des Planeten überwinden und so können nicht verwendet werden.

Die Oberfläche der Erde ist ziemlich tief in einem Ernst gut gelegen. Die Flucht-Geschwindigkeit, die erforderlich ist, daraus herauszukommen, ist 11.2 Kilometer/Sekunde. Da sich Menschen in einem Schwerefeld 1g entwickelt haben (9.8 m/s ²), würde ein ideales Antrieb-System dasjenige sein, das eine dauernde Beschleunigung 1g zur Verfügung stellt (obwohl menschliche Körper viel größere Beschleunigungen im Laufe kurzer Perioden dulden können). Die Bewohner einer Rakete oder Raumschiffes, das solch ein Antrieb-System hat, würden von allen kranken Effekten des freien Falles, wie Brechreiz, Muskelschwäche frei sein, hat Geschmack oder das Durchfiltern von Kalzium von ihren Knochen reduziert.

Das Gesetz der Bewahrung des Schwungs bedeutet, dass in der Größenordnung von einer Antrieb-Methode, den Schwung eines Raumhandwerks zu ändern, es den Schwung von etwas anderem ebenso ändern muss. Einige Designs nutzen Dinge wie magnetische Felder oder leichter Druck aus, um den Schwung des Raumfahrzeugs zu ändern, aber im freien Raum muss die Rakete eine Masse mitbringen, um sich weg zu beschleunigen, um sich vorwärts zu stoßen. Solche Masse wird Reaktionsmasse genannt.

In der Größenordnung von einer Rakete, um zu arbeiten, braucht man zwei Dinge: Reaktionsmasse und Energie. Der zur Verfügung gestellte Impuls durch den Stapellauf einer Partikel der Reaktionsmasse, die MassenM an der Geschwindigkeit v hat, ist mv. Aber diese Partikel hat kinetische Energie mv ²/2, der irgendwo herkommen muss. In einem herkömmlichen Festkörper, Flüssigkeit oder hybrider Rakete, wird der Brennstoff verbrannt, die Energie zur Verfügung stellend, und den Reaktionsprodukten wird erlaubt, den Rücken zu überfluten, die Reaktionsmasse zur Verfügung stellend. In einer Ion-Trägerrakete wird Elektrizität verwendet, um Ionen der Rücken zu beschleunigen. Hier muss eine andere Quelle die elektrische Energie zur Verfügung stellen (vielleicht ein Sonnenkollektor oder ein Kernreaktor), während die Ionen die Reaktionsmasse zur Verfügung stellen.

Wenn

sie die Leistungsfähigkeit eines Antrieb-Systems besprechen, konzentrieren sich Entwerfer häufig effektiv darauf, die Reaktionsmasse zu verwenden. Reaktionsmasse muss zusammen mit der Rakete getragen werden und wird wenn verwendet, unheilbar verbraucht. Eine Weise, den Betrag des Impulses zu messen, der bei einem festen Betrag der Reaktionsmasse erhalten werden kann, ist der spezifische Impuls, der Impuls pro Einheitsgewicht auf der Erde (normalerweise benannt durch). Die Einheit für diesen Wert ist Sekunden. Da das Gewicht auf der Erde der Reaktionsmasse häufig unwichtig ist, wenn es Fahrzeuge im Raum bespricht, kann spezifischer Impuls auch in Bezug auf den Impuls pro Einheitsmasse besprochen werden. Diese abwechselnde Form des spezifischen Impulses verwendet dieselben Einheiten wie Geschwindigkeit (z.B m/s), und tatsächlich ist es der wirksamen Auspuffgeschwindigkeit des Motors (normalerweise benannt) gleich. Verwirrend werden beide Werte manchmal spezifischen Impuls genannt. Die zwei Werte unterscheiden sich durch einen Faktor von g, die Standardbeschleunigung wegen des Ernstes 9.80665 m/s ² .

Eine Rakete mit einer hohen Auspuffgeschwindigkeit kann denselben Impuls mit weniger Reaktionsmasse erreichen. Jedoch ist die für diesen Impuls erforderliche Energie zur Auspuffgeschwindigkeit proportional, so dass masseneffizientere Motoren viel mehr Energie verlangen, und normalerweise weniger effiziente Energie sind. Das ist ein Problem, wenn der Motor einen großen Betrag des Stoßes zur Verfügung stellen soll. Um einen großen Betrag des Impulses pro Sekunde zu erzeugen, muss es einen großen Betrag der Energie pro Sekunde verwenden. So verlangen hohe effiziente Massenmotoren, dass enorme Beträge der Energie pro Sekunde hohe Stöße erzeugen. Infolgedessen stellen höchste effiziente Massenmotordesigns auch tiefer Stoß wegen der Nichtverfügbarkeit von hohen Beträgen der Energie zur Verfügung.

Methoden

Antrieb-Methoden können gestützt auf ihren Mitteln klassifiziert werden, die Reaktionsmasse zu beschleunigen. Es gibt auch einige spezielle Methoden für Starts, planetarische Ankünfte und Landungen.

Reaktionsmotoren

Ein Reaktionsmotor ist ein Motor, der Antrieb durch das Wegtreiben der Reaktionsmasse in Übereinstimmung mit dem dritten Gesetz von Newton der Bewegung zur Verfügung stellt. Dieses Gesetz der Bewegung wird meistens als paraphrasiert: "Für jede Handlungskraft gibt es einen gleichen, aber gegenüber, Reaktionskraft".

Beispiele schließen sowohl Kanal-Motoren als auch Raketentriebwerke und mehr ungewöhnliche Schwankungen wie Saal-Wirkungsträgerraketen, Ion-Laufwerke und Massentreiber ein. Kanal-Motoren werden offensichtlich für den Raumantrieb wegen des Mangels an Luft nicht verwendet; jedoch haben einige vorgeschlagene Raumfahrzeuge diese Arten von Motoren, um Take-Off und Landung zu helfen.

Delta-v und Treibgas

Das Erschöpfen des kompletten verwendbaren Treibgases eines Raumfahrzeugs durch die Motoren in einer Gerade im freien Raum würde eine Nettogeschwindigkeitsänderung zum Fahrzeug erzeugen; diese Zahl wird 'Delta-v' genannt.

Wenn die Auspuffgeschwindigkeit dann unveränderlich ist, kann die Summe eines Fahrzeugs mit der Rakete-Gleichung berechnet werden, wo M die Masse von Treibgas ist, ist P die Masse der Nutzlast (einschließlich der Rakete-Struktur), und ist die Geschwindigkeit des Rakete-Auslassventils. Das ist als die Rakete-Gleichung von Tsiolkovsky bekannt:

:

Aus historischen Gründen, wie besprochen, oben, wird manchmal als geschrieben

:

wo der spezifische Impuls der Rakete ist, die in Sekunden gemessen ist, und die Gravitationsbeschleunigung auf Meereshöhe ist.

Für eine hohe Mission des Deltas-v muss die Mehrheit der Masse des Raumfahrzeugs Reaktionsmasse sein. Da eine Rakete ganze seine Reaktionsmasse tragen muss, geht der grösste Teil der am Anfang ausgegebenen Reaktionsmasse zur beschleunigenden Reaktionsmasse aber nicht Nutzlast. Wenn die Rakete eine Nutzlast der Masse P hat, muss das Raumfahrzeug seine Geschwindigkeit durch ändern

, und das Raketentriebwerk hat Auspuffgeschwindigkeit v, dann kann die MassenM der Reaktionsmasse, die erforderlich ist, mit der Rakete-Gleichung und der Formel berechnet werden für:

:

Für den viel kleineren als v ist diese Gleichung grob geradlinige und kleine Reaktionsmasse ist erforderlich. Wenn mit v vergleichbar ist, dann muss es über doppelt so viel den Brennstoff als verbundene Nutzlast und Struktur geben (der Motoren, Kraftstofftanks, und so weiter einschließt). Außer dem ist das Wachstum Exponential-; Geschwindigkeiten viel höher als die Auspuffgeschwindigkeit verlangen sehr hohe Verhältnisse der Kraftstoffmasse zur Nutzlast und Strukturmasse.

Für eine Mission, zum Beispiel, wenn man davon losfährt oder auf einem Planeten landet, müssen die Effekten der Gravitationsanziehungskraft und jeder atmosphärischen Schinderei durch das Verwenden des Brennstoffs überwunden werden. Es ist typisch, um die Effekten dieser und anderen Effekten in ein wirksames Missionsdelta-v zu verbinden. Zum Beispiel verlangt eine Start-Mission zur niedrigen Erdbahn ungefähr 9.3-10 km/s Delta-v. Diese Missionsdelta - dagegen werden normalerweise auf einem Computer numerisch integriert.

Einige Effekten wie Wirkung von Oberth können nur durch hohe Stoß-Motoren wie Raketen, d. h. Motoren bedeutsam verwertet werden, die eine hohe G-Kraft (Stoß pro Einheitsmasse erzeugen können, die dem Delta-v pro Einheitszeit gleich ist).

Macht-Gebrauch und treibende Leistungsfähigkeit

Für alle Reaktionsmotoren (wie Raketen und Ion-Laufwerke) muss eine Energie in Beschleunigung der Reaktionsmasse eintreten.

Jeder Motor wird eine Energie vergeuden, aber sogar das Annehmen der 100-%-Leistungsfähigkeit, um ein Auslassventil zu beschleunigen, wird der Motor Energie brauchen, die sich auf beläuft

:

Diese Energie wird nicht notwendigerweise verloren - etwas davon endet gewöhnlich als kinetische Energie des Fahrzeugs, und der Rest wird in der restlichen Bewegung des Auslassventils vergeudet.

Das Vergleichen der Rakete-Gleichung (der sich zeigt, wie viel Energie im Endfahrzeug endet) und die obengenannte Gleichung (der die erforderliche Gesamtenergie zeigt) zeigt, dass sogar mit 100-%-Motorleistungsfähigkeit sicher nicht die ganze gelieferte Energie im Fahrzeug endet - endet etwas davon, tatsächlich gewöhnlich der grösste Teil davon, als kinetische Energie des Auslassventils.

Der genaue Betrag hängt vom Design des Fahrzeugs und der Mission ab. Jedoch gibt es einige nützliche feste Punkte:

• wenn fest für ein Missionsdelta-v zu sein, es eine Einzelheit gibt, die die gesamte durch die Rakete verwendete Energie minimiert. Das kommt zu einer Auspuffgeschwindigkeit von ungefähr ⅔ des Missionsdeltas-v (sieh die Energie, die von der Rakete-Gleichung geschätzt ist). Laufwerke mit einem spezifischen Impuls, der sowohl hoch als auch befestigt wie Trägerraketen von Ion ist, haben Auspuffgeschwindigkeiten, die enorm höher sein können als dieses Ideal für viele Missionen.
• wenn die Auspuffgeschwindigkeit gemacht werden kann sich zu ändern, so dass in jedem Moment es gleich ist und gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit dann der absolute minimale Energiegebrauch erreicht wird. Wenn das, der Auspuffhalt im Raum erreicht wird und keine kinetische Energie hat; und die treibende Leistungsfähigkeit ist 100 %-die ganze Energie endet im Fahrzeug (im Prinzip solch ein Laufwerk würde um 100 % effizient sein, in der Praxis würde es Thermalverluste aus dem Laufwerk-System und der restlichen Hitze im Auslassventil geben). Jedoch in den meisten Fällen verwendet das eine unpraktische Menge von Treibgas, aber ist eine nützliche theoretische Rücksicht. Irgendwie muss sich das Fahrzeug bewegen, bevor die Methode angewandt werden kann.

Einige Laufwerke (wie VASIMR oder Plasmaträgerrakete von Electrodeless) können wirklich ihre Auspuffgeschwindigkeit bedeutsam ändern. Das kann helfen, vorantreibenden Gebrauch zu reduzieren oder Beschleunigung in verschiedenen Stufen des Flugs zu verbessern. Jedoch werden die beste energische Leistung und Beschleunigung noch erhalten, wenn die Auspuffgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit nah ist. Vorgeschlagenes Ion und Plasmalaufwerke haben gewöhnlich Auspuffgeschwindigkeiten enorm höher als dieses Ideal (im Fall von VASIMR, dessen die niedrigste angesetzte Geschwindigkeit ungefähr 15000 m/s im Vergleich zu einem Missionsdelta-v von der hohen Erdbahn bis Mars ungefähr 4000m/s ist).

Es könnte gedacht werden, dass das Hinzufügen der Energieerzeugungskapazität nützlich ist, und während am Anfang das Leistung verbessern kann, vergrößert das unvermeidlich das Gewicht der Macht-Quelle, und schließlich beherrscht die Masse der Macht-Quelle und der verbundenen Motoren und des Treibgases das Gewicht des Fahrzeugs und dann Hinzufügen, dass mehr Macht keine bedeutende Verbesserung gibt.

Da, obwohl Sonnenmacht und Kernkraft eigentlich unbegrenzte Energiequellen, die maximale Macht sind, sie liefern können, ist zur Masse des Kraftwerks wesentlich proportional (d. h. spezifische Macht nimmt einen größtenteils unveränderlichen Wert, der von der besonderen Kraftwerk-Technologie abhängig ist). Für jede gegebene spezifische Macht mit einem großen, der wünschenswert ist, um vorantreibende Masse zu sparen, stellt es sich heraus, dass die maximale Beschleunigung dazu umgekehrt proportional ist. Folglich ist die Zeit, um ein erforderliches Delta-v zu erreichen, dazu proportional. So sollten die Letzteren nicht zu groß sein.

Energie

Im idealen Fall ist nützliche Nutzlast und ist Reaktionsmasse (das entspricht leeren Zisternen, die keine Masse, usw. haben). Die erforderliche Energie kann einfach als geschätzt werden

:

Das entspricht der kinetischen Energie, die die vertriebene Reaktionsmasse mit einer der Auspuffgeschwindigkeit gleichen Geschwindigkeit haben würde. Wenn die Reaktionsmasse von der Nullgeschwindigkeit bis die Auspuffgeschwindigkeit beschleunigt werden müsste, würde die ganze erzeugte Energie in die Reaktionsmasse eintreten, und nichts würde für den kinetischen Energiegewinn durch die Rakete und Nutzlast verlassen. Jedoch, wenn sich die Rakete bereits bewegt und sich beschleunigt (die Reaktionsmasse wird in der Richtung gegenüber der Richtung vertrieben, in der sich die Rakete bewegt), wird weniger kinetische Energie zur Reaktionsmasse hinzugefügt. Das zu sehen, wenn, zum Beispiel, =10 km/s und die Geschwindigkeit der Rakete 3 km/s ist, dann ändert sich die Geschwindigkeit eines kleinen Betrags der ausgegebenen Reaktionsmasse von 3 km/s vorwärts zu 7 km/s nach hinten. So, während die erforderliche Energie 50 MJ pro Kg-Reaktionsmasse ist, nur 20 MJ wird für die Zunahme in der Geschwindigkeit der Reaktionsmasse verwendet. Die restlichen 30 MJ sind die Zunahme der kinetischen Energie der Rakete und Nutzlast.

Im Allgemeinen:

:

So ist der spezifische Energiegewinn der Rakete in jedem kleinen Zeitabstand der Energiegewinn der Rakete einschließlich des restlichen Brennstoffs, der durch seine Masse geteilt ist, wo der Energiegewinn der Energie gleich ist, die durch den Brennstoff minus der Energiegewinn der Reaktionsmasse erzeugt ist. Je größer die Geschwindigkeit der Rakete, desto kleiner der Energiegewinn der Reaktionsmasse; wenn die Rakete-Geschwindigkeit mehr als Hälfte der Auspuffgeschwindigkeit ist, verliert die Reaktionsmasse sogar Energie, zum Vorteil des Energiegewinns der Rakete vertrieben; je größer die Geschwindigkeit der Rakete, desto größer der Energieverlust der Reaktionsmasse.

Wir haben

:

wo die spezifische Energie der Rakete (Potenzial plus die kinetische Energie) ist und eine getrennte Variable, nicht nur die Änderung darin ist. Im Fall vom Verwenden der Rakete für die Verlangsamung, d. h. Wegtreiben-Reaktionsmasse in der Richtung auf die Geschwindigkeit, sollte negativ genommen werden.

Die Formel ist für den idealen Fall wieder ohne Energie, die auf der Hitze usw. verloren ist. Die letzten Ursachen die Verminderung des Stoßes, so ist es ein Nachteil, selbst wenn das Ziel ist, Energie (Verlangsamung) zu verlieren.

Wenn die Energie durch die Masse selbst erzeugt wird, wie in einer chemischen Rakete der Kraftstoffwert sein muss, wo für den Kraftstoffwert auch die Masse des Oxydationsmittels in Betracht gezogen werden muss. Ein typischer Wert ist = 4.5 km/s entsprechend einem Kraftstoffwert von 10.1 MJ/kg. Der wirkliche Kraftstoffwert ist höher, aber viel von der Energie wird als überflüssige Hitze im Auslassventil verloren, dass die Schnauze zum Extrakt unfähig war.

Die erforderliche Energie ist

:

Beschlüsse:

• weil wir haben
• für einen gegebenen ist die minimale Energie wenn erforderlich, eine Energie von verlangend

:.

:Starting von der Nullgeschwindigkeit ist das um 54.4 % mehr als gerade die kinetische Energie der Nutzlast. In diesem optimalen Fall ist die anfängliche Masse 4.92mal die Endmasse.

Diese Ergebnisse bewerben sich um eine feste Auspuffgeschwindigkeit.

Wegen der Wirkung von Oberth, und von einer Nichtnullgeschwindigkeit anfangend, kann die erforderliche potenzielle vom Treibgas erforderliche Energie weniger sein als die Zunahme in der Energie im Fahrzeug und der Nutzlast. Das kann der Fall sein, wenn die Reaktionsmasse eine niedrigere Geschwindigkeit hat vertrieben als vorher - sind Raketen im Stande, einige oder die ganze anfängliche kinetische Energie des Treibgases zu befreien.

Außerdem für ein gegebenes Ziel wie das Bewegen von einer Bahn bis einen anderen kann das erforderliche außerordentlich von der Rate abhängen, an der der Motor erzeugen kann und Manöver sogar unmöglich sein können, wenn diese Rate zu niedrig ist. Zum Beispiel verlangt ein Start zur LÖWE normalerweise ca. 9.5 km/s (größtenteils für die Geschwindigkeit, die zu erwerben ist), aber wenn der Motor an einer Rate nur ein bisschen mehr erzeugen konnte als g, würde es ein langsamer Start sein, der zusammen einen sehr großen verlangt (denken Sie sich herumzutreiben, ohne irgendwelche Fortschritte in der Geschwindigkeit oder Höhe zu machen, es würde 9.8 m/s jede Sekunde kosten). Wenn die mögliche Rate nur oder weniger ist, kann das Manöver nicht überhaupt mit diesem Motor ausgeführt werden.

Die Macht wird durch gegeben

:

wo der Stoß und die Beschleunigung wegen seiner ist. So ist der theoretisch mögliche Stoß pro Einheitsmacht 2, der durch den spezifischen Impuls in m/s geteilt ist. Die Stoß-Leistungsfähigkeit ist der wirkliche Stoß als Prozentsatz davon.

Wenn z.B Sonnenmacht verwendet wird, schränkt das ein; im Fall von einem großen ist die mögliche Beschleunigung dazu umgekehrt proportional, folglich ist die Zeit, um ein erforderliches Delta-v zu erreichen, dazu proportional; mit 100-%-Leistungsfähigkeit:

weil wir haben

Beispiele:

• Macht 1000 W, Masse 100 Kg, = 5 km/s, = 16 km/s, nimmt 1.5 Monate.
• Macht 1000 W, Masse 100 Kg, = 5 km/s, = 50 km/s, nimmt 5 Monate.

So sollte nicht zu groß sein.

Macht, Verhältnis zu stoßen

Die Macht, Verhältnis zu stoßen, ist einfach:

:

So für jede Fahrzeugmacht P ist der Stoß, der zur Verfügung gestellt werden kann:

:

Beispiel

Nehmen Sie an, dass wir eine 10,000-Kg-Raumsonde an Mars senden wollen. Das erforderliche von der LÖWE ist etwa 3000 m/s mit einer Übertragungsbahn von Hohmann. Wegen des Arguments, lassen Sie uns sagen, dass die folgenden Trägerraketen verwendet werden können:

Bemerken Sie, dass die kraftstoffeffizienteren Motoren viel weniger Brennstoff verwenden können; seine Masse ist fast (hinsichtlich der Masse der Nutzlast und des Motors selbst) für einige der Motoren unwesentlich. Bemerken Sie jedoch auch, dass diese eine große Summe der Energie verlangen. Für den Erdstart verlangen Motoren, dass ein Stoß Verhältnis von mehr als einem beschwert. Um das mit dem Ion oder mehr theoretischen elektrischen Laufwerken zu tun, würde der Motor mit einem zu mehreren gigawatts der Macht — gleichwertig zu einem Hauptmetropolitankraftwerk geliefert werden müssen. Vom Tisch kann es gesehen werden, dass das mit aktuellen Macht-Quellen klar unpraktisch ist.

Alternative Annäherungen schließen einige Formen des Laserantriebs ein, wo die Reaktionsmasse die Energie nicht zur Verfügung stellt, die erforderlich ist, ihn mit der Energie zu beschleunigen, die stattdessen von einem Außenlaser oder anderem ausgestrahltem Macht-System zur Verfügung wird stellt. Kleine Modelle von einigen dieser Konzepte sind geflogen, obwohl die Technikprobleme kompliziert sind und gestützte Macht-Systeme des Bodens nicht ein behobenes Problem sind.

Statt dessen kann ein viel kleinerer, weniger starker Generator eingeschlossen werden, der viel länger nehmen wird, um die erforderliche Gesamtenergie zu erzeugen. Diese niedrigere Macht ist nur genügend, um einen winzigen Betrag des Brennstoffs pro Sekunde zu beschleunigen und würde ungenügend sein, um von der Erde loszufahren. Jedoch im Laufe langer Zeiträume in der Bahn, wo es keine Reibung gibt, wird die Geschwindigkeit schließlich erreicht. Zum Beispiel hat KLUGER 1 mehr als ein Jahr gebraucht, um den Mond zu erreichen, während mit einer chemischen Rakete man ein paar Tage braucht. Weil der Ion-Laufwerk viel weniger Brennstoff braucht, ist die gestartete Gesamtmasse gewöhnlich niedriger, der normalerweise auf niedrigere gesamte Kosten hinausläuft, aber länger nimmt.

Mission, die deshalb oft plant, schließt Anpassung und Auswahl des Antrieb-Systems ein, um die Gesamtkosten des Projektes zu minimieren, und Handel von Start-Kosten und Missionsdauer gegen den Nutzlast-Bruchteil einschließen kann.

Raketentriebwerke

Die meisten Raketentriebwerke sind innere Verbrennen-Hitzemotoren (obwohl nicht combusting Formen bestehen). Raketentriebwerke erzeugen allgemein eine hohe Temperaturreaktionsmasse als ein heißes Benzin. Das wird durch combusting ein fester, flüssiger oder gasartiger Brennstoff mit einem oxidiser innerhalb eines Verbrennungsraums erreicht. Dem äußerst heißen Benzin wird dann erlaubt, durch eine Verhältnis-Schnauze der hohen Vergrößerung zu flüchten. Diese glockenförmige Schnauze ist, was einem Raketentriebwerk seine charakteristische Gestalt gibt. Die Wirkung der Schnauze ist, die Masse drastisch zu beschleunigen, den grössten Teil der Thermalenergie in die kinetische Energie umwandelnd. Auspuffgeschwindigkeit, die nicht weniger als 10mal die Geschwindigkeit des Tons auf Meereshöhe reicht, ist üblich.

Raketentriebwerke stellen im Wesentlichen die höchsten spezifischen Mächte und hohen spezifischen Stöße jedes für den Raumfahrzeugantrieb verwendeten Motors zur Verfügung.

Ion-Antrieb-Raketen können ein Plasma heizen oder haben Benzin innerhalb einer magnetischen Flasche beladen, und veröffentlichen Sie es über eine magnetische Schnauze, so dass kein festes Sache-Bedürfnis mit dem Plasma in Berührung kommt. Natürlich die Maschinerie, um zu tun, ist das kompliziert, aber die Forschung in die Kernfusion hat Methoden entwickelt, von denen einige vorgeschlagen worden sind, um in Antrieb-Systemen verwendet zu werden, und einige sind in einem Laboratorium geprüft worden.

Sieh Raketentriebwerk für eine Auflistung von verschiedenen Arten von Raketentriebwerken mit verschiedenen Heizungsmethoden, einschließlich des chemischen, elektrischen, Sonnen-, und Kern-.

Elektromagnetischer Antrieb

Anstatt sich auf die hohe flüssige und Temperaturdynamik zu verlassen, um die Reaktionsmasse zu hohen Geschwindigkeiten zu beschleunigen, gibt es eine Vielfalt von Methoden, die elektrostatische oder elektromagnetische Kräfte verwenden, um die Reaktionsmasse direkt zu beschleunigen. Gewöhnlich ist die Reaktionsmasse ein Strom von Ionen. Solch ein Motor verwendet normalerweise elektrische Macht, um zuerst Atome zu ionisieren, und dann einen Stromspannungsanstieg zu schaffen, um die Ionen zu hohen Auspuffgeschwindigkeiten zu beschleunigen.

Die Idee vom elektrischen Antrieb geht bis 1906 zurück, als Robert Goddard die Möglichkeit in seinem persönlichen Notizbuch gedacht hat.

Konstantin Tsiolkovsky hat die Idee 1911 veröffentlicht.

Für diese Laufwerke, mit den höchsten Auspuffgeschwindigkeiten, sind energische Leistungsfähigkeit und Stoß alle umgekehrt proportional, um Geschwindigkeit zu erschöpfen. Ihre sehr hohe Auspuffgeschwindigkeit bedeutet, dass sie verlangen, dass riesige Beträge der Energie und so mit praktischen Macht-Quellen niedrig Stoß zur Verfügung stellen, aber kaum jeden Brennstoff verwenden.

Für einige Missionen, besonders vernünftig in der Nähe von der Sonne, kann Sonnenenergie genügend sein, und ist sehr häufig verwendet worden, aber für andere weiter oder an der höheren Macht ist Kernenergie notwendig; Motoren, die ihre Macht von einer Kernquelle ziehen, werden elektrische Kernraketen genannt.

Mit jeder aktuellen Quelle der elektrischen Leistung, chemisch, Kern- oder Sonnen-, beschränkt der maximale Betrag der Macht, die erzeugt werden kann, den Betrag des Stoßes, der zu einem kleinen Wert erzeugt werden kann. Energieerzeugung fügt bedeutende Masse zum Raumfahrzeug hinzu, und schließlich beschränkt das Gewicht der Macht-Quelle die Leistung des Fahrzeugs.

Aktuelle Kernkraft-Generatoren sind ungefähr Hälfte des Gewichts von Sonnenkollektoren pro Watt der Energie geliefert in Landentfernungen von der Sonne. Chemische Macht-Generatoren werden wegen der viel niedrigeren verfügbaren Gesamtenergie nicht verwendet. Die ausgestrahlte Macht zum Raumfahrzeug zeigt etwas Potenzial. Jedoch kann die Verschwendung der überflüssigen Hitze von jedem Kraftwerk jedes Antrieb-System machen, das eine getrennte für das interstellare Reisen unausführbare Macht-Quelle verlangt.

Einige elektromagnetische Methoden:

• Ion-Trägerraketen (beschleunigen Ionen zuerst und erklären später den Ion-Balken mit einem von einer Kathode ausgestrahlten Elektronstrom für neutral, haben einen neutralizer genannt)
• Elektrostatische Ion-Trägerrakete
• Feldemission elektrischer Antrieb
• Saal-Wirkungsträgerrakete
• Kolloidale Trägerrakete
• Trägerraketen von Electrothermal (werden elektromagnetische Felder verwendet, um ein Plasma zu erzeugen, um die Hitze des Hauptteil-Treibgases, die dem vorantreibenden Benzin gegebene Thermalenergie zu vergrößern, werden dann in die kinetische Energie durch eine Schnauze entweder des physischen materiellen Aufbaus oder durch magnetische Mittel umgewandelt)
• Gleichstrom arcjet
• Mikrowelle arcjet
• Pulsierte Plasmaträgerrakete
• Helicon doppelte Schicht-Trägerrakete
• Elektromagnetische Trägerraketen (werden Ionen entweder durch die Lorentz-Kraft oder durch die Wirkung von elektromagnetischen Feldern beschleunigt, wo das elektrische Feld nicht in der Richtung auf die Beschleunigung ist)
• Trägerrakete von Magnetoplasmadynamic
• Plasmaträgerrakete von Electrodeless
• Pulsierte induktive Trägerrakete
• Variabler spezifischer Impuls magnetoplasma Rakete (VASIMR)
• Fahrer von Massachusetts (für den Antrieb)

In electrothermal und elektromagnetischen Trägerraketen werden sowohl Ionen als auch Elektronen gleichzeitig beschleunigt, kein neutralizer ist erforderlich.

Ohne innere Reaktionsmasse

Das Gesetz der Bewahrung des Schwungs stellt fest, dass jeder Motor, der keine Reaktionsmasse verwendet, das Zentrum der Masse eines Raumschiffes nicht beschleunigen kann (Orientierung andererseits ändernd, ist möglich). Aber Raum ist nicht leer, besonders innerhalb des Sonnensystems Raum-; es gibt Schwerkraft-Felder, magnetische Felder, Sonnenwind und Sonnenstrahlung. Feldantrieb-Methoden versuchen, diese auszunutzen. Jedoch, da diese Phänomene in der Natur weitschweifig sind, müssen entsprechende Antrieb-Strukturen proportional groß sein.

Es gibt mehrere verschiedene Raumlaufwerke, die wenig oder keine Reaktionsmasse brauchen, um zu fungieren. Ein Haltestrick-Antrieb-System verwendet ein langes Kabel mit einer hohen Zugbelastung, um eine Bahn eines Raumfahrzeugs, solcher als durch die Wechselwirkung mit einem magnetischen Feld eines Planeten oder durch den Schwung-Austausch mit einem anderen Gegenstand zu ändern. Sonnensegel verlassen sich auf den Strahlendruck von der elektromagnetischen Energie, aber sie verlangen, dass eine große Sammlungsoberfläche effektiv fungiert. Das magnetische Segel lenkt beladene Partikeln vom Sonnenwind mit einem magnetischen Feld ab, dadurch Schwung dem Raumfahrzeug gebend. Eine Variante ist das mini-magnetospheric Plasmaantrieb-System, das eine kleine Wolke von in einem magnetischen Feld gehaltenem Plasma verwendet, die beladenen Partikeln der Sonne abzulenken. Ein E-Segel würde sehr dünne und leichte Leitungen verwenden, die eine elektrische Anklage halten, diese Partikeln abzulenken, und kann mehr kontrollierbaren directionality haben.

Als ein Beweis des Konzepts ist NanoSail-D der erste nanosatellite geworden, um die Erde zu umkreisen. Es gibt Pläne, sie zu zukünftigen Erdbahn-Satelliten hinzuzufügen, ihnen zur De-Bahn ermöglichend und auszubrennen, sobald sie nicht mehr erforderlich sind. Würfel-Segel hat zum Ziel, Raumtrödel anzupacken.

Ein Satellit oder anderes Raumfahrzeug sind dem Gesetz der Bewahrung des winkeligen Schwungs unterworfen, der einen Körper von einer Nettoänderung in der winkeligen Geschwindigkeit beschränkt. So, für ein Fahrzeug, um seine Verhältnisorientierung zu ändern, ohne Reaktionsmasse auszugeben, kann ein anderer Teil des Fahrzeugs in der entgegengesetzten Richtung rotieren. Nichtkonservative Außenkräfte, in erster Linie Gravitations- und atmosphärisch, können bis zu mehreren Graden pro Tag zum winkeligen Schwung beitragen, so werden sekundäre Systeme entworfen, um von" unerwünschten Rotationsenergien aufgebaut mit der Zeit "zu verbluten. Entsprechend verwerten viele Raumfahrzeuge Reaktionsräder oder kontrollieren Moment-Gyroskope, um Orientierung im Raum zu kontrollieren.

Eine Gravitationsschleuder kann eine Raumsonde vorwärts zu anderen Bestimmungsörtern ohne den Aufwand der Reaktionsmasse tragen. Durch das Anspannen der Gravitationsenergie anderer himmlischer Gegenstände kann das Raumfahrzeug kinetische Energie aufnehmen. Jedoch kann noch mehr Energie beim Ernst erhalten werden helfen, wenn Raketen verwendet werden.

Planetarischer und atmosphärischer Antrieb

Start-Mechanismen

Hoher Stoß ist von Lebenswichtigkeit für den Erdstart. Stoß muss größer sein als Gewicht (sieh auch Ernst-Schinderei). Viele der Antrieb-Methoden geben oben ein Verhältnis des Stoßes/Gewichts von viel weniger als 1, und können für den Start so nicht verwendet werden.

Alle aktuellen Raumfahrzeuge verwenden chemische Raketentriebwerke (bipropellant oder fester Brennstoff) für den Start. Andere Macht-Quellen solcher als Kern-sind vorgeschlagen und geprüft worden, aber Sicherheit, politische und Umweltrücksichten haben bis jetzt ihren Gebrauch verkürzt.

Ein Vorteil, den Raumfahrzeuge im Start haben, ist die Verfügbarkeit der Infrastruktur auf dem Boden, um ihnen zu helfen. Vorgeschlagene Nichtrakete spacelaunch Boden-geholfene Start-Mechanismen schließt ein:

• Raumaufzug (ein geostationärer Haltestrick, um zu umkreisen)

,

• Start-Schleife (hat ein sehr schneller rotierende Schleife ungefähr 80 km hoch eingeschlossen)
• Raumbrunnen (hat ein sehr hohes durch einen Strom von Massen gehaltenes Gebäude von der Basis geschossen)
• Augenhöhlenring (ein Ring um die Erde mit spokes, der unten von Lagern hängt)
• Hyperschallskyhook (ein schneller spinnender Augenhöhlenhaltestrick)
• Elektromagnetischer Katapult (railgun, coilgun) (eine elektrische Pistole)
• Rakete-Schlitten startet
• Raumpistole (Projekt-HARFE, rammen Sie Gaspedal) (eine chemisch angetriebene Pistole)
• Balken-angetriebene Antrieb-Raketen und Strahlen sind vom Boden über einen Balken gerast
• Höhenplattformen, anfänglicher Bühne zu helfen
• Augenhöhlenluftschiff

Motoren von Airbreathing

Studien zeigen allgemein, dass herkömmliche luftatmende Motoren, wie Staustrahltriebwerke oder Turbojets grundsätzlich zu schwer sind (haben Sie ein zu niedriges Verhältnis des Stoßes/Gewichts), jede bedeutende Leistungsverbesserung, wenn installiert, auf einer Boosterrakete selbst zu geben. Jedoch können Boosterraketen von getrennten Liftfahrzeugen gestartete Luft sein (z.B. B-29, Pegasus Rocket und der Weiße Ritter), die wirklich solche Antrieb-Systeme verwenden. Auf einer Start-Schiene bestiegene Düsenantriebe konnten auch so verwendet werden.

Andererseits sind sehr leichte oder sehr hohe Geschwindigkeitsmotoren vorgeschlagen worden, die die Luft während des Aufstiegs ausnutzen:

• SÄBEL - ein Leichtgewichtswasserstoff hat Turbojet mit dem Vorkühler Brennstoff geliefert
• ATREX - ein Leichtgewichtswasserstoff hat Turbojet mit dem Vorkühler Brennstoff geliefert
• Flüssiger Luftzyklus-Motor - ein Wasserstoff hat Düsenantrieb dass liquifies die Luft vor dem Brennen davon in einem Raketentriebwerk Brennstoff geliefert
• Scramjet - Düsenantriebe, die Überschallverbrennen verwenden

Normale Rakete-Boosterraketen fliegen fast vertikal vor dem Herumwälzen an einer Höhe von einigen Zehnen von Kilometern vor dem Brennen seitwärts für die Bahn; dieser anfängliche vertikale Aufstieg vergeudet Treibgas, aber ist optimal, weil es außerordentlich airdrag reduziert. Motoren von Airbreathing verbrennen Treibgas viel effizienter, und das würde eine viel flachere Start-Schussbahn erlauben, die Fahrzeuge würden normalerweise ungefähr tangential zur Erdoberfläche bis zum Verlassen der Atmosphäre fliegen dann führen eine Rakete-Brandwunde durch, um das endgültige Delta-v zur Augenhöhlengeschwindigkeit zu überbrücken.

Planetarische Ankunft und Landung

Wenn ein Fahrzeug in Bahn um seinen Bestimmungsort-Planeten eingehen soll, oder wenn es landen soll, muss es seine Geschwindigkeit anpassen. Das kann mit allen Methoden getan werden, die oben verzeichnet sind (vorausgesetzt dass sie einen genug hohen Stoß erzeugen können), aber es gibt einige Methoden, die planetarische Atmosphären und/oder Oberflächen ausnutzen können.

• Aerobraking erlaubt einem Raumfahrzeug, den Höhepunkt einer elliptischen Bahn durch wiederholte Bürsten mit der Atmosphäre am niedrigen Punkt der Bahn zu reduzieren. Das kann einen beträchtlichen Betrag des Brennstoffs sparen, da man viel weniger Delta-V braucht, um in eine elliptische Bahn im Vergleich zu einer niedrigen kreisförmigen Bahn einzugehen. Da das Bremsen über den Kurs von vielen Bahnen getan wird, ist Heizung verhältnismäßig gering, und ein Hitzeschild ist nicht erforderlich. Das ist auf mehreren Missionen von Mars wie Mars Globaler Landvermesser, Odyssee von Mars und Aufklärung von Mars Orbiter, und mindestens eine Mission von Venus, Magellan getan worden.
• Aerocapture ist ein viel aggressiverer manoeuver, eine eingehende Hyperbelbahn zu einer elliptischen Bahn in einem Pass umwandelnd. Das verlangt ein Hitzeschild und viel heiklere Navigation, da sie darin vollendet werden muss, führt man die Atmosphäre durch, und verschieden von aerobraking ist keine Vorschau auf die Atmosphäre möglich. Wenn die Absicht ist, in der Bahn zu bleiben, dann mindestens ist ein mehr treibendes Manöver erforderlich danach aerocapture — sonst wird der niedrige Punkt der resultierenden Bahn in der Atmosphäre bleiben, auf schließlichen Wiedereintritt hinauslaufend. Aerocapture ist auf einer planetarischen Mission, aber dem Wiedereintritt-Hopser von Zond 6 noch nicht aburteilt worden, und Zond 7 nach der Mondrückkehr waren Aerocapture-Manöver, seitdem sie eine Hyperbelbahn in eine elliptische Bahn verwandelt haben. Auf diesen Missionen, seitdem es keinen Versuch gab, die Erdnähe nach dem aerocapture zu erheben, hat die resultierende Bahn noch die Atmosphäre durchgeschnitten, und Wiedereintritt ist an der folgenden Erdnähe vorgekommen.
• Ballute ist ein aufblasbares Schinderei-Gerät
• Fallschirme können eine Untersuchung auf einem Planeten mit einer Atmosphäre gewöhnlich landen, nachdem die Atmosphäre vom grössten Teil der Geschwindigkeit mit einem Hitzeschild geschrubbt hat.
• Luftsäcke können die Endlandung weich machen.
• Lithobraking, oder das einfache Zersplittern ins Ziel kurz vorbeikommend, wird gewöhnlich zufällig getan. Jedoch kann es absichtlich mit der Untersuchung getan werden, die angenommen ist zu überleben (sieh zum Beispiel, Tiefen Raum 2), in welchem Fall sich sehr kräftige Untersuchungen und niedrig nähern, sind Geschwindigkeiten erforderlich.

Hypothetische Methoden

Eine Vielfalt von hypothetischen Antrieb-Techniken ist betrachtet worden, der verlangen würde, dass völlig neue Grundsätze der Physik begreifen, und das nicht wirklich möglich sein kann. Bis heute sind solche Methoden hoch spekulativ und schließen ein:

• Die Diametric Drive
• Die Pitch Drive
• Die Bias Drive
• Die Disjunction Drive
• Die Alcubierre Drive (eine Form der Warp Drive)
• Differenzialsegel
• Wurmlöcher - theoretisch möglich, aber unachieveable in der Praxis mit der aktuellen Technologie
• Reactionless fährt - übertritt das Gesetz der Bewahrung des Schwungs; theoretisch unmöglicher
• EmDrive - versucht, das Gesetz der Bewahrung des Schwungs zu überlisten; kann theoretisch unmöglicher sein
• Ein "Hyperraum"-Laufwerk, der auf der Theorie von Heim gestützt ist

Eine Bewertung von NASA wird an Potenzial-Antrieb-Durchbrüchen von Marc G Millis Assessing (2005) gefunden

Tisch von Methoden

Unten ist eine Zusammenfassung von einigen der populäreren, bewiesenen Technologien, die von immer spekulativeren Methoden gefolgt sind.

Vier Zahlen werden gezeigt. Das erste ist die wirksame Auspuffgeschwindigkeit: Die gleichwertige Geschwindigkeit, dass das Treibgas das Fahrzeug verlässt. Das ist nicht notwendigerweise die wichtigste Eigenschaft der Antrieb-Methode; Stoß und Macht-Verbrauch und andere Faktoren können sein. Jedoch:

• wenn das Delta-v viel mehr ist als die Auspuffgeschwindigkeit, dann sind maßlose Beträge des Brennstoffs notwendig (sieh die Abteilung auf Berechnungen, oben)
• wenn es viel mehr ist als das Delta-v, dann proportional ist mehr Energie erforderlich; wenn die Macht, als mit der Sonnenenergie beschränkt wird, bedeutet das, dass die Reise eine proportional längere Zeit nimmt

Das zweite und dritte sind die typischen Beträge des Stoßes und die typischen Brandwunde-Zeiten der Methode. Außerhalb eines Gravitationspotenzials werden kleine Beträge des im Laufe eines langen Zeitraumes angewandten Stoßes dieselbe Wirkung wie große Beträge des Stoßes im Laufe einer kurzen Periode geben. (Dieses Ergebnis gilt nicht, wenn der Gegenstand bedeutsam unter Einfluss des Ernstes ist.)

Das vierte ist das maximale Delta-v, das diese Technik geben kann (ohne zu inszenieren). Für einer Rakete ähnliche Antrieb-Systeme ist das eine Funktion des Massenbruchteils und der Auspuffgeschwindigkeit. Der Massenbruchteil für einer Rakete ähnliche Systeme wird gewöhnlich durch das Antrieb-Systemgewicht und Gewicht des Fassungsvermögens des Tanks beschränkt. Für ein System, um diese Grenze normalerweise zu erreichen, muss die Nutzlast eventuell ein unwesentlicher Prozentsatz des Fahrzeugs sein, und so kann die praktische Grenze auf einigen Systemen viel niedriger sein.

Prüfung

Raumfahrzeugantrieb-Systeme werden häufig zuerst auf der Oberfläche der Erde innerhalb der Atmosphäre statisch geprüft, aber viele Systeme verlangen, dass ein Vakuumraum völlig prüft. Raketen werden gewöhnlich an einer Raketentriebwerk-Testmöglichkeit gut weg von der Wohnung und den anderen Gebäuden aus Sicherheitsgründen geprüft. Ion-Laufwerke sind viel weniger gefährlich und verlangen viel weniger strenge Sicherheit, gewöhnlich ist nur ein große-ish Vakuumraum erforderlich.

Berühmte statische Testpositionen können an Rakete-Boden-Testmöglichkeiten gefunden werden

Einige Systeme können auf dem Boden nicht entsprechend geprüft werden, und Teststarts können an einer Rakete-Abschussbasis verwendet werden.

Siehe auch

• Interplanetarisches Reisen
• Interstellares Reisen
• Liste von Raumfahrttechnikthemen
• Liste von Raketen
• Magnetisches Segel
• Augenhöhlenmanöver
• Augenhöhlenmechanik
• Pulsdetonationsmotor
• Rakete
• Raketentriebwerk-Schnauzen
• Satellit
• Sonnensegel
• Spezifischer Impuls
• Rakete-Gleichung von Tsiolkovsky
• Stochastische Elektrodynamik

Referenzen

1. Mit Dingen, die sich in Bahnen und nichts bewegen, still bleibend, die Frage kann ganz vernünftig gestellt, hinsichtlich was stationär werden? Die Antwort ist für die Energie, Null zu sein (und ohne Ernst, der das Problem etwas kompliziert), muss das Auslassventil hinsichtlich der anfänglichen Bewegung der Rakete anhalten, bevor die Motoren eingeschaltet wurden. Es ist möglich, Berechnungen von anderen Bezugsrahmen zu tun, aber die Rücksicht für die kinetische Energie des Auslassventils und Treibgases muss gegeben werden. In der Newtonischen Mechanik ist die anfängliche Position der Rakete das Zentrum des Massenrahmens für die Rakete/Treibgas/Auslassventil, und hat die minimale Energie jedes Rahmens.

Links

• Anfänger-Handbuch von NASA zum Antrieb
• Durchbruch-Antrieb-Physik von NASA plant
• Raketenantrieb
• Zeitschrift des fortgeschrittenen theoretischen Antriebs
• Verschiedene Raketen
• Transport-Bibliografie der Erde zur Bahn
• Spaceflight Antrieb - ein ausführlicher Überblick von Greg Goebel, im öffentlichen Gebiet
• Rakete-Motoren auf howstuffworks.com
• Universität von Johns Hopkins, chemisches Antrieb-Informationsanalyse-Zentrum
• Werkzeug für das flüssige Raketentriebwerk thermodynamische Analyse
• ALTA-RAUM
• Strahlantrieb-Laboratorium von NASA