电动力系绳常被视为为 “天钩” 和 “旋转发射器” 补充动量的一种方案。“天钩” 和 “旋转发射器” 在帮助航天器从大气层进入轨道的过程中会损失动量,而电动力系绳能大幅减少它们对燃料的需求(详见我们的《天钩》节目)。例如,当天钩通过提升航天器进入轨道而损失部分动量和轨道高度时,它可以在数小时内利用太阳能电池板收集阳光并转化为电能,再通过电动力系绳逐步恢复失去的动量。
由于天钩本身就需要非常长的系绳,电动力系绳技术也适用于卫星、空间站的轨道维持,或是用于将航天器弹射入深空的高轨道旋转发射器。此外,在气态巨行星、恒星以及白矮星、中子星、脉冲星、黑洞等恒星残骸周围的超强磁场环境中,也可应用这项技术。
加粗 - 电磁推进器
电磁推进器是 21 世纪初因被认为可能是一种无反冲推进器或永动机而广受关注(或引发争议)的航天器推进器,因为它似乎表现出了违反动量守恒定律的特性。
2016 年,美国国家航空航天局(NASA)的鹰工厂实验室制造并测试了一台电磁推进器,测试结果似乎证实了其所谓的 “突破物理定律” 的特性,这使得该推进器声名鹊起。然而,后续研究表明,当时观测到的现象是由测量误差导致的,且其他实验均未能复现预期结果。
由于电磁推进器被证实是一种已被证伪的技术,而非仍处于假想阶段的技术,我们不会将其归类为克拉克科技,也不再对其进行深入讨论。仅简要说明其工作原理:向磁控管供电,使微波在一个大致呈圆柱形但一端略微变窄的谐振腔内反射。理论上,微波会在较宽的一端产生较大的力,在较窄的一端产生较小的力,从而使推进器获得一个朝向窄端的净推力。
从动量守恒的角度来看,这种设计本身并无问题,但该技术声称的争议点在于:在输入相同功率的情况下,其产生的推力超过了光子火箭的理论推力上限。
加粗 - 排气速度
排气速度是火箭技术和航天器推进领域的关键术语,指的是推进剂粒子从火箭或航天器推进器尾部喷出的速度。
根据动量守恒定律,航天器获得的动量与推进剂喷出的动量大小相等、方向相反。因此,推进剂的质量乘以其排气速度,就是推进剂携带的动量,而航天器也会获得等量的反向动量。
这意味着:
· 排气