1994年,墨西哥物理學家米格爾·阿爾庫·貝利在現實生活中首次提出曲率驅動的概念。
他設計的曲率驅動概念包括壹個被大型環形結構包圍的足球形狀的宇宙飛船。科學的解釋是宇宙不是平的而是有曲率的。劉在他的《三體死亡永生》中提到了這壹概念,這壹概念對航天器的發射起著重要的指導作用。
宇宙的空間不是平的,而是有曲率的(曲率是曲率半徑的倒數,曲率越大彎曲程度越大)。如果把整個宇宙想象成壹個大膜,這個膜的表面是彎曲的,整個膜甚至可能是壹個封閉的肥皂泡。雖然影片的局部看起來像平面,但空間曲率仍然無處不在。
如果太空中的宇宙飛船能夠以某種方式將後面的壹部分空間變平,降低其曲率,那麽宇宙飛船就會被前面曲率更大的空間所牽引,這就是曲率驅動。
壹個物理原理相似的實驗,可以讓曲率驅動變得簡單易懂。首先用紙折壹條船,然後在船的尾部打壹個洞,在水裏放壹塊肥皂,妳會發現船在自動向前航行。這是因為肥皂溶於水,降低了後面的水面張力,船被前面更大的張力拉著。曲率驅動與此類似。如果飛船後面的曲率減小,飛船就會被前面更多的空間所牽引。
目的和功能
太空推進開始,運載火箭上面級葉片脫落;?執行諸如主推進、反作用控制、空間站維護、精確指向和軌道機動等功能。在太空中使用的主發動機為軌道轉移、行星軌道和額外的行星著陸和上升提供主推進。。?反作用控制和軌道機動系統為軌道維護、位置控制、空間站維護和航天器姿態控制提供推進力。
在太空中,推進系統的目的是改變航天器的速度或V。由於這對於質量較大的航天器來說難度較大,設計人員通常以單位推進劑消耗的動量變化來討論航天器性能,也稱為比沖。
比沖越高,效率越好。離子推進發動機具有高比沖(~3000秒)和低推力。化學火箭,如單組分或雙組分火箭發動機,比沖低(~300秒),但推力大。
當從地球發射航天器時,推進方法必須克服更高的重力,以提供正的凈加速度。在軌道上,任何額外的脈沖,哪怕非常小,都會導致軌道路徑的改變。
1,前進/後退(切線方向/相反方向的加速度)-增加/減少軌道高度。
2、垂直於軌道平面——改變軌道傾角。
速度的變化率叫做加速度,動量的變化率叫做力。為了達到給定的速度,可以長時間施加小的加速度或者短時間施加大的加速度。同樣,人們可以在短時間內用很強的力或長時間用很小的力達到給定的脈沖。
這意味著,對於空間機動,產生小加速度但運行時間長的推進方式可以產生與短時間內產生大加速度的推進方式相同的沖量。從行星上發射時,微小的加速度無法克服行星的引力,因此無法使用。
地球表面位於重力井的深處。逃離它所需要的逃離速度是11.2 km/s隨著人類在1g (9.8 m/s?),人類太空飛行的理想推進系統應該是提供1g連續加速度的系統(雖然人體在短時間內可以承受更大的加速度)。
裝有這種推進系統的火箭或宇宙飛船的乘客將自由地從所有的不良影響中倒下,如惡心、肌肉無力、味覺減退或從骨頭中浸出鈣。
動量守恒定律的意思是,為了用推進的方式改變航天器的動量,最好改變別的東西的動量。有些設計利用磁場或光壓等因素來改變航天器的動量,但在自由空間中,火箭必須攜帶壹些質量來加速離開,推動自己前進。這個質量叫做反應質量。
為了讓火箭工作,它需要兩樣東西:反應質量和能量。由以速度v發射的質量為m的反應物質粒子提供的沖量是mv。
但是這個粒子的動能是mv/2,它壹定來自某個地方。在傳統的固體、液體或混合火箭中,燃料燃燒提供能量,反應產物從後面流出提供反應物質。在離子推進器中,電被用來從後面加速離子。必須有其他來源提供電力(可能是太陽能電池板或核反應堆),離子提供反應質量。
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