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其工作原理如下:
1.核心结构:在恆星周围部署一组“轨道镜”
或静態卫星(statite);
2.光反射:通过这些镜子或卫星將恆星发出的光反射到单一方向;
3.动量传递:反射光產生的反作用力会缓慢推动恆星加速,使其达到光速的一个较小比例。
希卡德推进器的加速特性与恆星的质量和亮度相关:
·大质量恆星:亮度与质量比更高,因此加速速度更快;
·小质量恆星:能燃烧更大比例的燃料,因此最终能达到更高的速度。
但无论哪种恆星,希卡德推进器的加速过程都非常缓慢。
由於加速所需的时间极长,从“推动恆星穿越整个银河系”
到“推动恆星在邻近几个恆星系统间移动”
,所需的努力差异相对较小。
加粗-太阳帆
太阳帆的工作原理基於“光子具有动量”
这一物理特性:
·不透明物体吸收光子时,会获得光子的动量;
·反光物体(如镜子)反射光子时,会获得两倍於光子入射动量的反衝动量(光子被反向反射,动量变化加倍);
·若光子被偏转一定角度,太阳帆和偏转后的光子会向不同方向运动,动量守恆依然成立。
利用这一原理,太阳帆可以“藉助”
太阳光前进。
但太阳帆存在一个显著弱点:需要製造巨大且轻薄的帆面,才能反射足够的太阳光来推动相对较小的太空飞行器。
即便使用超薄材料製造帆面,它仍面临诸多风险:
·易受微陨石撞击;
·会被太空尘埃和辐射侵蚀;
·若帆面过大,还会成为航行中的潜在危险(如与其他天体碰撞)。
此外,太阳光的强度遵循“平方反比定律”
——距离太阳越远,光强越弱。
例如,太阳帆在冥王星轨道接收到的光强,仅为其在水星轨道时的数千分之一。
为应对这些限制,人们提出了多种改进方案:
·雷射帆:本质上是一种“由雷射聚焦照射的太阳帆”
,可通过人工雷射提供持续推力;
·电动磁太阳风帆:利用电离太阳风粒子或物质束来推动帆面,而非依赖太阳光。
此外,太阳帆还可用於维持太空飞行器的“静止轨道”
或非常规轨道,例如静態卫星(statite)的应用。
加粗-比冲
比冲与排气速度是衡量火箭燃料、推进剂或太空飞行器推进系统性能的“孪生指標”
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