为解决这一问题,人们提出了多种设想:
若能实现上述技术,光子火箭将成为实现高速飞行的理想选择。
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但对于较低速度的飞行,将能量用于加热推进剂会比直接使用光子获得更大的推力。例如:
基于这一考虑,除非拥有类似火炬飞船那样的高效质量 - 能量转换器,否则即便是配备了光子火箭的行星际航天器,也更倾向于将能量用于加热推进剂 —— 因为在恒星系统内,获取氢等常见推进剂并不困难。
核灯泡推进器的设计本质上就是基于这一理念。
加粗 - 俯仰推进器
俯仰推进器是一种假想的克拉克科技无反冲推进器,其工作原理是通过某种场或力在航天器上产生有效的压力差,从而推动航天器前进。
直径推进器是俯仰推进器的一个子类,它需要一个明确的 “力源”(如负质量球);而广义上的俯仰推进器则不需要特定的力源,它函盖了所有能在航天器上 “凭空” 产生力或压力差的技术。
由于俯仰推进器是一个通用概念,而非具体的假想发动机设计,因此没有特定的实例,但它显然属于克拉克科技的范畴。
当引力被用作推进所需的力或场,且存在负质量时,俯仰推进器的原理与引力偶极子推进器相似。
加粗 - 推进剂
推进剂指的是任何为增加航天器动量而从航天器中排出的物质。通常情况下,推进剂是火箭燃料与氧化剂燃烧后的产物,但也可以是:
在理想情况下,最优推进剂应具备高排气速度和高比冲 —— 这包括以光速或接近光速运动的粒子,如光子、引力子、中微子,以及其他一些鲜为人知或假想的粒子。
加粗 - 脉冲感应推进器
脉冲感应推进器(简称 pit)是离子推进器的一种,但它同时利用磁场和电场来实现推进。
其设计的一大优势是 “无电极”—— 电极是其他离子推进器设计中的常见薄弱环节,容易因使用而受到侵蚀。
脉冲感应推进器的工作流程如下:
1 推进器的喷管向一个扁平的电磁线圈喷射少量气体;
2 一组电容器在极短时间内(仅几微秒)向电磁线圈施加数千伏的高压脉冲;
3 高压脉冲使气体电离,并使电离后的气体(等离子体)向与初始喷射方向相反的方向做圆周运动;
4 等离子体沿垂直于磁场的方向流动,这一状态非常适合洛伦兹力对其进行加速,并将其高速(数十千米 / 秒)推向航天器后方,产生推力。
此外,脉冲感应推进器还具有以下特点:
这一特性使其在火星任务中极具吸引力 —— 航天器在火星轨道运行时,可通过收集火星富含二氧化碳的大气来补充推进剂。
加粗 - 量子真空推进器
量子真空推进器(简称 q thrter)是一种基于卡西米尔效应和量子力学原理的假想航天器推进器。
根据当前的物理学认知,在量子尺度上,空间中存在着持续的电磁波动,虚粒子会不断地 “凭空出现” 又 “瞬间消失”。我们在《反物质工厂》节目中详细讨论过这一现象,解释了虚粒子与夸克 - 反夸克对相互作用的过程。
简而言之,我们通常所说的 “太空真空”—— 即不含任何普通物质且与外界辐射隔绝的空间 —— 并非绝对的 “空无一物”,而是一种 “假真空”。在这种假真空中,电磁波动和虚粒子的 “涨落” 始终存在,它们虽然存在时间极短,但数量庞大,形成了持续的能量密度。
如果你听说过 “卡西米尔效应”,就会知道:当我们将两块非常平整、不带电的导电板放置在仅相距几纳米(仅能容纳几个原子)的位置时, ptes 之间会产生一种