Движение космического корабля — это любой метод, используемый для ускорения космических кораблей и искусственных спутников . Движение в космосе касается исключительно двигательных систем, используемых в космическом вакууме, и его не следует путать с космическим запуском или входом в атмосферу .
Разработано несколько способов прагматического движения космических аппаратов, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Большинство спутников имеют простые надежные химические двигатели (часто монотопливные ракеты ) или резистивные ракеты для удержания на орбите , а некоторые используют импульсные колеса для управления ориентацией . Спутники российского и предшествующего советского блока десятилетиями использовали электродвижение , [ не проверено ] , а новые западные геоорбитальные космические корабли начинают использовать их для удержания станций в направлении север-юг и подъема на орбиту. Межпланетные аппараты в основном также используют химические ракеты, хотя некоторые из них использовалиионные двигатели и двигатели на эффекте Холла (два разных типа электродвижения ) с большим успехом.
Гипотетические технологии движения в космосе описывают технологии движения, которые могут удовлетворить будущие потребности космической науки и исследования . Эти двигательные технологии предназначены для обеспечения эффективного исследования Солнечной системы и позволят разработчикам миссий планировать миссии так, чтобы «летать в любое время и в любом месте и выполнять множество научных задач в пунктах назначения» с большей надежностью и безопасностью. Учитывая широкий спектр возможных миссий и потенциальных двигательных технологий, вопрос о том, какие технологии являются «лучшими» для будущих миссий, является трудным; По мнению экспертов, в настоящее время необходимо разработать портфель двигательных технологий, чтобы обеспечить оптимальные решения для разнообразных миссий и направлений.[2] [3] [ нужна проверка ]
Движение в космосе начинается там, где заканчивается верхняя ступень ракеты -носителя ; выполнение функций основного двигателя , управления реакцией , удержания станции , точного наведения и орбитального маневрирования . Главные двигатели , используемые в космосе , обеспечивают основную движущую силу для перехода на орбиту , планетарных траекторий , а также внепланетной посадки и подъема .. Системы управления реакцией и орбитального маневрирования обеспечивают движущую силу для поддержания орбиты, управления положением, удержания станции и управления ориентацией космического корабля. [4] [2] [3]
В космосе целью двигательной установки является изменение скорости ( v ) космического корабля. Поскольку для более массивных космических кораблей это сложнее, конструкторы обычно оценивают характеристики космического корабля по величине изменения импульса на единицу израсходованного топлива, также называемого удельным импульсом . [5] Чем выше удельный импульс, тем выше эффективность. Ионные двигательные установки имеют высокий удельный импульс (~3000 с) и низкую тягу [6] , тогда как химические ракеты, такие как монотопливные или двухтопливные ракетные двигатели, имеют низкий удельный импульс (~300 с), но высокую тягу. [7]
При запуске космического корабля с Земли метод движения должен преодолевать более сильное гравитационное притяжение, чтобы обеспечить положительное суммарное ускорение. [8]На орбите любой дополнительный импульс, даже очень крошечный, приведет к изменению орбитальной траектории двумя способами: [ нужна ссылка ]