שיטות הנעה של חללית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

ניסוי של מנוע טיל בנאס"א

ישנן שיטות רבות להנעת חללית, לכל אחת מהן יתרונות וחסרונות.

כל החלליות בימינו משתמשות במנועים כימיים לשיגור.

[עריכה] נחיצותן של מערכות הנעה

לווינים מלאכותיים משוגרים למסלול ושם מאיצים עד להקפה במסלול. כאשר הם במסלול הרצוי הם צריכים מערכת בקרת עמדה כך שיהיו במקום הנכון ביחס לכדור הארץ ולשמש ולפעמים גם לעצמים אסטרונומים נוספים. הלווינים מושפעים גם ממשיכה מהחלק הדק של האטמוספירה, כך שכדי שישארו זמן רב במסלול הם צריכים מערכת דחיפה שתפעל מדי פעם ותבצע תיקונים קטנים. לווינים רבים צריכים לפעמים לעבור ממסלול אחד למסלול אחר מפעם לפעם, וגם זה דורש כוח הנעה. כאשר לווין מאבד את יכולתו להסדיר את מסלול, זמן השימוש בו נגמר.

גם חלליות המתוכננות לביצוע מסעות חלל ארוכים צריכות כוח הנעה. חלליות אלו צריכות להשתגר למחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ, כפי שעושים לווינים. שם עליהם לעזוב את המסלול ולנוע סביב.

למסע בין-כוכבי, חללית חייבת להשתמש במנועיה כדי לעזוב את מסלולו של כדה"א. לאחר שעשתה זאת, היא חייבת לעשות בדרך כלשהי את דרכה ליעדה. החלליות הבין-כוכביות בימינו עושות זאת עם סדרה של כוונונים מסלוליים קצרי זמן. בין כוונונים אלו, החללית פשוט נופלת בחופשיות לכיוון מסלולה. הדלק היעיל הפשוט ביותר משמעותו היא לנוע ממסלול מעגלי אחד לאחר עם מעבר המסלול של הוהמן (Hohmann transfer orbit): החללית מתחילה במסלול מעגלי בערך סביב השמש. משך זמן קצר של דחיפה בכיוון של התנועה מאיץ או מאיט את החללית למסלול אליפטי סביב השמש שמשיק למסלולה הקודם וגם למסלול של היעד שלה. החללית נופלת בחופשיות לכיוון המסלול האליפטי הזה עד שהיא מגיעה ליעדה, שם משך זמן קצר של דחיפה מאיץ או מאיט אותה כדי להתאים אותה למסלול של יעדה. שיטות מיוחדות כמו בלימת אוויר (aerobraking) משומשות לעיתים בכיוונוני המסלול האחרונים.

כמה שיטות הנעה של חלליות כמו מפרשים סולארים מספקות כוח דחף נמוך מאוד, אך בלתי נדלה; רכב בין כוכבי שמשתמש באחת משיטות אלו ילך לאורך מסלול שונה במקצת; או ידחוף בקביעות נגד כיוון התנועה שלו על מנת להפחית את מרחקו מהשמש או לדחוף בקביעות בכיוון התנועה שלו כדי להגדיל את מרחקו מהשמש.

[עריכה] שיטות הנעה

דרך	Specific Impulse (שניות)	דחף (ניוטונים)	משך זמן
שיטות הנעה רגילות	Specific Impulse (שניות)	דחף (ניוטונים)	משך זמן
טיל דלק מוצק	100-400	10³- 10⁷	דקות
טיל היברידי	150-420		דקות
Monopropellant rocket	100-300	0.1-100	אלפיות השנייה - דקות
Momentum wheel (בקרת עמדה בלבד)	n/a	0.001-100	לא מוגדר
Bipropellant rocket	100-400	0.1-10⁷	דקות
Tripropellant rocket	250-450		דקות
Dual mode propulsion rocket
Air-augmented rocket	500-600		שניות-דקות
Liquid air cycle engine	450		שניות-דקות
Resistojet rocket	200-600	10^-2-10	דקות
Arcjet rocket	400-1200	10^-2-10	דקות
Hall effect thruster (HET)	800-5000	10^-3-10	חודשים
Ion thruster	1500-8000	10^-3-10	חודשים
FEEP (Field Emission Electric Propulsion)	10000-13000	10^-6-10^-3	שבועות
Magnetoplasmadynamic thruster (MPD)	2000-10000	100	שבועות
Pulsed plasma thruster (PPT)
Pulsed inductive thruster (PIT)	5000	20	חודשים
Variable specific impulse magnetoplasma rocket (VASIMR)	1000-30000	40-1200	ימים- חודשים
Solar thermal rocket
Nuclear thermal rocket	900	10⁵	דקות
Nuclear electric rocket	As electric propulsion method used
מפרשים סולארים	N/A	9 per km² (at 1 AU)	לא מוגדר
Mass drivers	N/A	לא מוגדר	שניות
Tether propulsion	N/A	1-10¹²	דקות
טכנולוגיות הדורשות יותר תכנון ופיתוח
Magnetic sails	N/A	Indefinite	Indefinite
Mini-magnetospheric plasma propulsion	N/A	Indefinite	Indefinite
Gaseous fission reactor	1000-2000	10³-10⁶
Nuclear pulse propulsion (Orion drive)	2000-100,000	10⁹-10¹²	חצי שעה
Antimatter catalyzed nuclear pulse propulsion	2000-40,000		ימים-שבועות
Nuclear salt-water rocket	10,000	10³-10⁷	חצי שעה
Beam-powered propulsion	As propulsion method powered by beam
Nuclear photonic rocket	5x10⁶	1-10⁵	שנים
Biefeld-Brown effect (ראו גם ליפטר)	N/A	0.01-1 (currently)	שבועות, אולי אף חודשים

באופן משמעותי מעבר לתכנון בימינו
טיל היתוך גרעיני
Bussard ramjet
Antimatter rocket
Redshift rocket
דורש עיקרון חדש בפיזיקה
Alcubierre drive (Warp drive)	אינו ישים
חורי תולעת
Differential sail
Disjunction drive
Diametric drive
Pitch drive
Bias drive
מכונת זמן