Каковы некоторые предлагаемые средства межпланетного путешествия?

Есть три предложенных способа межпланетных путешествий, которые привлекают наибольшее внимание - жидкие ракеты-бипропелленты, электрические двигатели, прежде всего ионный двигатель или ионный двигатель, и более экспериментальный (но чрезвычайно многообещающий) VASIMR, магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом, которая использует радиоволны и магнитные поля для ускорения топлива. Эти межпланетные двигательные установки имеют скорость выхлопа (т. Е. Максимальную скорость) 3–5 км / с, 30–50 км / с и 10 км / с - 300 км / с соответственно. Удельный импульс (миль на галлон, в основном) колеблется в аналогичном масштабе. Для первоначального удаления поверхности планеты часто используются твердые ракетные ускорители.

Бипропелленты широко использовались в космической программе и доставляли людей на Луну, а также использовались в качестве основного средства межпланетных путешествий для спутников. Ионные двигатели являются новыми и впервые были испытаны в космосе в 1998 году на борту Deep Space I. Двигатели VASIMR еще новее и были испытаны только на месте. Ожидается, что первые испытания на орбите состоятся в 2010 году.

Бипропеллентные ракеты предпочтительнее твердотопливных ракетных ускорителей для межпланетных маневров по нескольким причинам, наиболее очевидной из которых является то, что бипропеллентные ракеты можно включать и выключать, в то время как твердые ракеты представляют собой сделку с одним выстрелом. Они также предлагают улучшенный удельный импульс и максимальную скорость. Недостатком является то, что они более дорогие, чем твердые ракеты из-за насосного оборудования. Твердые ракеты работают по принципу «стреляй и забывай», точно так же, как ракеты-бутылки - вы зажигаете их, они стреляют, и все. Бипропеллентные ракеты имеют гораздо больше движущихся частей. Тем не менее, для межпланетных движителей они обычно считаются стандартными. Эти ракеты объединяют топливо и окислитель под высоким давлением, используя турбонасосы для создания тяги.

Ионные двигатели работают подобно ускорителям частиц - они ионизируют некоторое вещество, обычно аргон, ртуть или ксенон, и ускоряют его из сопла с помощью мощного электрического поля. Это использует преимущество отношения зарядов к массе ионов для создания тяги. Ионные двигатели предназначены исключительно для межпланетных путешествий, потому что они создают слишком малую тягу, чтобы подняться из гравитационного поля Земли. В отличие от ионных двигателей, изображаемых в «Звездных войнах», настоящим ионным двигателям требуется много недель или месяцев, чтобы разогнаться до разумной скорости, но они имеют очень высокий удельный импульс и максимальную скорость по сравнению с обычными ракетами, что делает их привлекательными.

VASIMR - самая совершенная, но вполне осуществимая межпланетная силовая установка. Как указывалось ранее, система использует радиоволны и магнитные поля для ускорения топлива, обычно водорода. Магнитно-индуцированный «дроссель» допускает переменный поток сопла, следовательно, переменную удельную импульсную составляющую акронима VASIMR. Эти системы наиболее перспективны, способны непрерывно ускоряться и могут сократить поездку на Марс с лет до 8 месяцев или около того. VASIMR был первоначально разработан во время исследований в области ядерного синтеза.