尼科夫管(用於往返航行),则通常被认为会破坏因果律 —— 可能导致 “时间悖论” 等问题。
加粗 - 雷射帆
雷射帆与太阳帆的原理相似,都是通过反射光或其他电磁辐射,利用光子的动量推动太空飞行器前进。但雷射帆具有以下四个独特优势:
1. 强力推进:通过发射高强度的集中光子束(而非依赖微弱的太阳光),可在帆面上產生更大的推力,因此无需像太阳帆那样製造巨大的帆面就能获得相同的推进效果。
2. 远距离聚焦:通过精密的光学系统,雷射束可在远离发射源的地方仍保持聚焦状態,確保能持续为雷射帆提供推力。
3. 灵活的发射源:雷射的发射源不必是恆星,也可以是地面或太空中的发电站、中继站(如由彗星改造而成的核聚变反应堆雷射站),从而能无限延伸推进范围。
4. 能量传输:除了提供推进力,雷射束还能为太空飞行器传输能量 —— 例如,太空飞行器上的太阳能电池板可吸收雷射能量供电,或通过巨型整流天线接收微波能量。
在实际应用中,太空飞行器可根据任务需求,结合雷射帆与其他推进系统或动力装置:
利用雷射束传输的能量加热推进剂,或电离推进剂后通过离子推进器喷出,从而在牺牲部分最终速度的前提下,获得更快的加速能力;
结合物质束技术,雷射帆太空飞行器还可在飞行过程中补充推进剂;
若目的地恆星系统中部署了雷射发射装置,还能利用雷射束为太空飞行器减速(无需消耗自身燃料)。
例如,在移动彗星时,可从恆星系统內部向彗星发射雷射束,彗星吸收雷射能量后汽化冰层產生推进力,同时雷射束的推力又会 “抵消” 部分汽化推进力,最终使彗星缓慢进入恆星系统內部区域。
加粗 - 磁太阳风帆
磁太阳风帆(也称为 “磁翼” 或简称 “磁帆”)与电动太阳风帆的原理相似,都是利用恆星喷射出的电离物质流(太阳风或恆星风)推动太空飞行器前进。但磁太阳风帆的独特之处在於,它可利用超导体(尤其是高温超导体)来控制太空飞行器在恆星系统內的加速、减速或机动。
此外,银河系中存在许多高速电离气体区域,磁太阳风帆可利用这些气体流在银河系內航行,甚至向银河系边缘移动。同时,在太空飞行器以较低的星际速度飞行时,磁太阳风帆还可通过在恆星系统內 “螺旋式” 飞行,利用恆星风实现减速。
加粗 - 磁等离子体动力推进器
磁等离子体动力推进器(简称 pdt,也称为 pd 电弧喷射器或洛伦兹力加速器)是另一种电动推进技术,与基础离子推进器或电阻加热喷气发动机相比,其潜在速度要高得多。
pdt 的工作原理基於洛伦兹力(或电磁力),而非单纯的静电力或磁力。它以电离气体为推进剂,氢、氖、氬、氙等气体均可使用,其中鋰的性能被认为是目前已知最佳的。
与同类设计一样,pdt 的阴极易受侵蚀,且需要消耗数百千瓦的功率才能高效运行 —— 这两个缺点使其在卫星和小型探测器上的应用价值较低。
然而,对於大型太空飞行器和载人行星际任务,pdt 却是一个极具吸引力的选择:
它能提供相对较高的推力(相较於大多数电动推进技术),不仅能实现高最终速度,还能保证可观的加速速率,不会出现 “加速过慢” 的问题。
理论上,pdt 的排气速度可超过 100 千米 / 秒,实际测试中也能达到这一数值的一半以上 —— 这一速度足以满足行星际旅行的需求,也达到了星际旅行速度的最低门槛。
加粗 - 物质束
物质束技术是一种规避火箭方程限制的方法 —— 与雷射帆类似,它通过在固定设施中加速物质,利用这些物质的动量推动太空飞行器前
