Двигатель космического корабля
Движение космического корабля — это любой метод, используемый для ускорения космических кораблей и искусственных спутников . Движение в космосе связано исключительно с двигательными установками, используемыми в космическом вакууме, и его не следует путать с космическим запуском или входом в атмосферу .
Было разработано несколько методов 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 поддержания орбитальной станции, а некоторые используют инерционные колеса для управления ориентацией . Спутники советского блока десятилетиями использовали электрические двигатели , и новые западные геоорбитальные космические аппараты начинают использовать их для удержания станции с севера на юг и повышения орбиты. Межпланетные аппараты в основном также используют химические ракеты, хотя некоторые из них использовали ионные двигатели и двигатели на эффекте Холла.(два различных типа электрических двигателей ) к большому успеху.
Гипотетические космические двигательные технологии описывают двигательные технологии, которые могут удовлетворить будущие потребности в космической науке и исследованиях . Эти двигательные технологии предназначены для обеспечения эффективного исследования нашей Солнечной системы и позволят разработчикам миссий планировать миссии, чтобы «летать в любое время и в любом месте и решать множество научных задач в пунктах назначения» с большей надежностью и безопасностью. С широким спектром возможных миссий и возможных двигательных технологий вопрос о том, какие технологии являются «лучшими» для будущих миссий, является трудным. Должен быть разработан портфель двигательных технологий, чтобы обеспечить оптимальные решения для разнообразных миссий и направлений. [1] [2] [3]
Движение в космосе начинается там, где заканчивается верхняя ступень ракеты- носителя ; выполняя функции главного 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 и внепланетарной 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 это сложнее для более массивных космических кораблей, конструкторы обычно обсуждают характеристики космического корабля в виде изменения импульса на единицу потребляемого топлива, также называемого удельным импульсом . [5] Чем выше удельный импульс, тем выше КПД. Ионные двигательные установки имеют высокий удельный импульс (~3000 с) и малую тягу [6] , тогда как химические ракеты, такие как монотопливные или двухкомпонентные ракетные двигатели, имеют низкий удельный импульс (~300 с), но большую тягу. [7]
При запуске космического корабля с Земли метод движения должен преодолевать более высокое гравитационное притяжение, чтобы обеспечить положительное чистое ускорение. [8] На орбите любой дополнительный импульс, даже очень незначительный, приведет к изменению траектории орбиты.
