太空航行与作战技术导论

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第五节 第三种推进形式:光压推进系统与磁压推进系统(3/3)

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帆面积。

基本上,聚光站将会被运用在近距离的低速的光帆船上,而光线发射站则会应用于远距离的高速光帆船之上。就内太阳系运作或是飞向远地行星任务而言,聚光站是一个相当好的选择。而在远地行星飞向内太阳系(这还必须要抵消太阳的光压)或是往更远的太阳系外层移动则以光线发射站系统为佳。这两种系统算是互补的形式,前者应该会建立在水星以内的太阳轨道上,后者则应该会建立在木星上,从木星提取燃料来运作。

光压推进系统的最大优点是价格,因为其太空船不需要携带燃料,燃料费用自然就省下来了。聚光站与光束发射站虽然需要建立与维护成本,后者也可能需要燃料成本,但大量运用下来采用此类推进方式系统在价格上会极具竞争力。即使是需要燃料的光束发射站,若使用相同数量的燃料,其能使太空船增加的速度会高于火箭推进系统所能增加的速度。而这类系统的缺点是其太空船的推力方向会受到限制,且在远距离时运作效率会低落,比如要在冥王星周边运作(不是飞向冥王星)效率会降低,其飞行方向垂直于光束时甚至没有作用,且太空船会有一固定的航道而较难作机动。

聚光式光压系统的另一个延伸概念,是光帆航线与光帆船团。用大量太阳能光板聚光可以产生一条航线。并不瞄准某艘太空船,而只是对准一个方向造成一条光道。任何有装帆的太空船只要进入这条光道便可以获得动力。此种概念将会产生出光帆航线与光帆船团。太空船在进入光帆航线内可以获得光压动力,离开后则使用自备的火箭引擎推进。这也是一个节省燃料的方法。

第三种推进形式的另外一个概念便是磁压推进系统。它和光压系统相当类似,不过利用的是太阳的磁场。太阳会放出太阳风,这是一种流动的电浆,电子与质子气体,其速度约为每秒五百公里。因此若用超导体线圈造出一个环状的电磁场帆便可以让太空船乘著太阳风飞行。

磁帆的组装与操作皆较为简单,只要把圆圈型超导电缆通上电流,它就会受磁力而自动膨胀成完美的圆形。打开电流开关则磁帆便可乘太阳风风推进,不想推进时只要关掉开关即可,不像光帆还需要收帆或改变角度。不过磁帆需要使用大量高温超导体,而这目前仍在研究。磁帆本身的性能也只有一些理论上的探讨。基本上磁帆在接近太阳的地区如近地行星带中效率较好,可能会比光帆好些,端视高温超导体的发展而定,在远地行星则效率降低。再者前面使用微波光束照射的网格状太阳帆若是部份采用高温超导体制造,则同时亦可有磁力推进的效果存在。

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