光子火箭推动的宇宙飞船分为哪几个部分?
光子火箭
这个设想最初由奥地利物理学家尤金·桑格尔提出。桑格尔认为由光子火箭推动的宇宙飞船由三部分组成。最后面的是动力部分,主要部件是巨大的凹面反射镜,面积可达几十平方千米。在凹面反射镜的焦点处有光子发射器,它产生的光子由凹面反射镜反射,并形成向后喷射的光子流,推动飞船高速飞行,这就是光子火箭发动机。中间是火箭推进剂储存箱。最后面的是航天员工作和生活的密封座舱。 那么,光子从哪里来呢?我们知道,物质是由原子构成的,原子是由质子、中子组成的原子核和外围电子构成的。质子、中子和电子都有它对应的反质子、反中子、反电子等反粒子存在。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质。各种反粒子组成反物质。而正电子与反电子一旦相遇,就会湮灭,放出光子,同时释放出大量的能量。光子火箭就是利用正电子和反电子的湮灭来产生光子。根据相对论能量定律,即质量和能量不仅相联系而且不可分割,质量可以全部转化为能量。当正反电子相互湮灭时会产生光子,并以接近光速的速度前进,从而产生推力。
离子火箭
利用原子的猛烈撞击,使原子外层的电子外脱离原子核飞出来,成为带电的离子,用高压电场将这些离子加速到每小时15万公里的速度,高速离子流从喷口喷出,推动火箭前进。这也是一种小功率的火箭,它的寿命很长,可以在10年以上的时间内连续提供小推力。先用大功率的化学火箭将飞行器送入环绕地球的轨道,然后用这种小推力火箭去执行各种特殊任务。一个16吨的飞船,在离子火箭的推动下,不断加速,只需三年便可到达土星。美国从1964年7月研制这种火箭,第一台离子火箭推力仅为0.3牛。前苏联也从1966年10月开始进行试验。在今后的宇宙航行中,这种小推力火箭将发挥重要作用。
大致是这样了,希望可以帮到你
以往的各种效率高和工作时间长的火箭和非火箭动力,使宇宙飞船达到的最大速度,也只有15千米/秒。到最近的恒星比邻星周围飞一个来回,仍需要17万年的时间,到天狼星则要35万年,而到距地球分别为16.63和26.3光年的牛郎星和织女星,则需要近100万年的时间,要绕银河系一圈更是需要不可想像的30多亿年的时间。因此,要实现宇宙航行的理想,还需寻找新的动力来加快航行的速度。早在20世纪初齐奥尔科夫斯基提出火箭分式中,人们就知道,火箭的速度与火箭发动机的喷气速度成正比,火箭发动机向后喷射的排气速度愈高,火箭的速度愈高。那么,什么样的排气速度最高昵?人们自然会想到光子。因为爱因斯坦的相对论告诉我们,宇宙中一切物质的运动速度,以光速为最快,达30万千米/秒。如果能让火箭发动机向后喷射光子,自然可使火箭和火箭运送的宇宙飞船,以接近光速的速度飞行。那么,如何让火箭喷射光子呢?即如何在火箭发动机中产生光子,然后向后喷射呢?早在20世纪50年代奥地利科学家尤金·桑格尔就提出了光子火箭的设想。在反物质火箭中,正反物质相遇时双双湮灭,除释放热能外还放出的光子,反物质火箭只利用了湮灭反应放出的热能。那么,它放出光子,不正是光子火箭所需要的动力能源吗?桑格尔正是这样想的。他设想用氢(质子)和反氢(反质子)相遇湮灭来产生光子。桑格尔设想的用光子火箭推动宇宙飞船,由三部分组成。最前面是密封座舱,是宇航员工作和生活的地方,中间部分是正氢和反氢贮箱,最后面是光子火箭发动机。由于正氢和反氢相遇湮灭时会产生强烈的能量辐射,因此,在生活、工作区与正氢、反氢贮箱之间设有防护屏,以免人员、仪器设备、动植物等遭受辐射伤害。
光子火箭推进:20世纪50年代初桑格尔设想的由光子火箭推动的宇宙飞船,分三部分。最前面是供宇航员工作和生活的座舱。中间部分是燃料贮箱。最后面是动力部分,它的主要部件是巨大的凹面反射镜,面积达几十平方米。光子发生器在反射镜的焦点上,推动飞船高速前进。
光子从哪里来呢?物质是由原子构成的,原子是由质子、中子组成的原子核和核外电子构成的,不同物质只是质子、中子和电子的数目不同,如氢原子核为一个质子,核外一个电子;氦核为两个质子、两个中子,核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子,统称为亚原子粒子。三四十年代,科学家发现,每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在,如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质,反粒子组成反物质。不过,迄今在宇宙中没有找到天然的反物质,只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。
科学家们相信在宇宙大爆炸初期,由能量创造物质时,正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反,正物质与反物质相遇时,会双双消失(科学上叫湮灭)放出光子,同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭,设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。
反物质推进人类不仅可以利用正反物质湮灭产生的光子来作宇宙飞船的动力,而且可以利用它释放出来的巨大能量来推动宇宙飞船。据计算表明,只要用9千克正反氢湮灭产生的能量,来加热4吨液氢,可把1吨重的宇宙飞船以10%光速的速度送往比邻星。因为正反物质湮灭,能100%地将物质转换成能量,而核裂变只有0.1%,核聚变也只有0.7%。正在研制的由反物质衍生的火箭燃料,冲比可达5~10万秒,这比普通火箭燃料高5~50倍。
太空中没有空气,请问宇宙飞船是靠什么力量飞行的?
为什么宇宙飞船能在太空中飞行 宇宙飞船是靠火箭强大的助推力克服了地球的引力,才能飞到太空的。 宇宙飞船到太空之后 其受到的万有引力和宇宙飞船绕地心的离心力正好相等 因而即使发动机不工作,宇宙飞船仍然可以在太空飞行而不掉下来 但并不是说宇宙飞船的加速度就是零,而是说这个加速度正好与飞船能够...
火箭为什么能在太空中飞行
1. 在大气层内,火箭的飞行可以通过牛顿的作用与反作用定律来解释。火箭向后喷出气体,气体推动空气,空气则以相同大小的反作用力推动火箭前进。2. 然而,当火箭离开大气层进入宇宙空间,空气消失,似乎反作用力也不复存在。火箭为何仍能继续飞行?这需要借助牛顿定律来阐明,关键在于力的传递和作用点的变化...
为什么中国的飞船是用火箭?而不是美国那些航天飞机?!
直到燃料用尽时就抛弃。在那之后,强力的电磁体会进入火箭推进器来加速离子的激烈反应并达到近乎光速的速度。推进器组必须具备有高能量离子加速的高度感应能力,也要能够掌控由固态燃料推进器所产生的数十万磅的推力。设计火箭推进器的工程师要能完成因太空船质量与重力加速度原理所需要功能才行。
火箭在太空飞行的原理是什么?
那么,火箭飞行如何能产生战胜地球引力的宇宙速度呢?理论研究 和迄今的实践都证明,火箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。发动机的喷气速度越高,火箭飞行的速度越高;火箭的质量比越大,火箭飞行能达到的速度越高。火箭的质量比是火箭起飞时的质量(包括推进剂在内的质量)与发动机关机(...
火箭把宇宙飞船送完了之后去哪里?
火箭发射卫星或飞船时,火箭的绝大部分箭体都落回地面了。下面是中国发射天宫一号飞船时的过程。火箭发射过程 火箭发射后,先分离的是逃逸塔,然后是助推器。这些部分分离时,距离地面只有几十公里高,速度也不快,很快就落回地面了。然后是一级发动机,也会快速落回地面。在飞行到100多公里以上时,已经...
冲出地球!等离子体火箭,充电就能轻松去火星
经推算,安装上等离子体火箭,太空飞船的速度可达每小时约19.8万公里。相比于传统火箭用250天时间送宇航员到达火星,等离子体火箭最快可以让宇航员在39天内到达火星,节省大量的燃料、食物、水、空气,宇航员也能摆脱长时间的宇宙射线辐射。那么,等离子体火箭到底是如何获得这么高的推进效率呢?这与等离子...
火箭能够按照轨迹在宇宙太空中飞行这属于什么现象?
“宇宙空间”的范围并不高。对很多航天发射任务来说,“只”需要把航天器、卫星送到几百公里的高度,例如国际空间站的海拔高度是400千米。垂直起飞的火箭带着航天飞机上天 另一方面,“克服重力”不是火箭的唯一任务。航天发射需要火箭把航天器、卫星送进绕地球旋转的轨道,也即是说它们还有非常快的水平...
火箭能在太空中飞行的原理是?
作用点选在火箭上,问题就迎刃而解了。火箭在喷气的时候相当于给气体一个向后的推力,按牛顿定律,喷出的气体就会通过在火箭上的作用点给火箭一个反作用力,使火箭向前飞行。这个物理过程与空气无关,所以即使是在没有空气的宇宙空间,火箭也会照样高速飞行。
宇宙飞船和火箭有什么区别
宇宙飞船和火箭的区别有:1、宇宙飞船是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的航天器。火箭是靠火箭发动机喷射工质(工作介质)产生的反作用力向前推进的飞行器。2、分类不一样:宇宙飞船有单舱型、双舱型和三舱型。火箭按能源不同,分为化学火箭、核火箭、电火箭以及光子火箭等。化学火箭又分为液体...
火箭靠什么在没有空气的太空里前进
火箭能够把宇宙飞船送入绕地轨道,也可以把卫星和各种探测器送进宇宙空间。一说起火箭,我们就会联想到太空飞行。其实,在房间里飞的气球也可以成为火箭。我们都做过这样的游戏:先向气球里吹气,再扎紧开口,然后松手 ,气球就一边撒气一边向着相反的方向冲出去。再举一个简单的例子。假如光滑的轨道上有...
塞油硫酸: 光子火箭推进:20世纪50年代初桑格尔设想的由光子火箭推动的宇宙飞船,分三部分.最前面是供宇航员工作和生活的座舱.中间部分是燃料贮箱.最后面是动力部分,它的主要部件是巨大的凹面反射镜,面积达几十平方米.光子发生器在反射...
镇赉县17335135024: 光子火箭和离子火箭的原理 - ?
塞油硫酸: 光子火箭这个设想最初由奥地利物理学家尤金·桑格尔提出.桑格尔认为由光子火箭推动的宇宙飞船由三部分组成.最后面的是动力部分,主要部件是巨大的凹面反射镜,面积可达几十平方千米.在凹面反射镜的焦点处有光子发射器,它产生...
镇赉县17335135024: 光子火箭是什么? - ?
塞油硫酸:这个设想最初由奥地利物理学家尤金·桑格尔提出.桑格尔认为由光子火箭推动的宇宙飞船由三部分组成.最后面的是动力部分,主要部件是巨大的凹面反射镜,面积可达几十平方千米.在凹面反射镜的焦点处有光子发射器,它产生的光子由凹...
镇赉县17335135024: 什么是光子火箭? - ?
塞油硫酸: 为了提高火箭在宇宙航行中的飞行速度,科学家一直在寻找新的能源.1953年,一位德国科学家提出了光子火箭的设想.光子,就是构成光的粒子.当它从火箭的尾部喷出来的时候,就具有光的速度,每秒可以达到30万千米.如果用光子来作...
镇赉县17335135024: 光子火箭 是不切实际的吗 - ?
塞油硫酸: 光子火箭是很有希望实现恒星际航行的动力装置,然而工程问题又难以解决.比如,光子火箭喷射出的光子束能量极大,只要有百万分之一的热量泄漏给飞船,就足以将飞船烧毁.又如,光子火箭喷射出的巨额能量会给地球环境造成严重的破坏,因此光子火箭推进的宇宙飞船必须远离地球才能确保安全. 目前,有好几个研究小组正在研究光子火箭,如美国的马歇尔大空飞行中心和休斯实验室.预计2040-2050年光子火箭有可能投入实际应用.其实总而言之 光子火箭 目前来说只是一种设想
镇赉县17335135024: 科学家对于宇宙航行有哪些设想? - ?
塞油硫酸: 20世纪50年代末,美国科学家搞了个火星探测的研究性计划,即“猎户星座计划”.为此设计的“奥利安”号无人飞船,设想用间隔的核爆炸所产生的冲击波来推动.后来,科学家们又对“奥利安”号的设计进行了改进,使它成为载人恒星际航...
镇赉县17335135024: 光子火箭的原理是利用 - --------湮没能量来推动火箭. A. 正反物质 B. 正物质 C - ?
塞油硫酸: a
镇赉县17335135024: 谁有关于火箭的信息? - ?
塞油硫酸: 1. 火箭是一种(喷气推进装置),它利用喷射(热气流)所产生的(反作用力)向前推进.2. 中国)是火箭的故乡,宋代的(冯弦)制造出世界第一枚(固体)火箭.火箭是把(燃料)和助燃的(氧化剂)贮藏在内部点燃后升空的.3. 中国古...
镇赉县17335135024: 神舟七号飞船分为几个部分 - ?
塞油硫酸: 航天运载火箭的结构由四个主要舱段组成 运载火箭的构造按从头到尾分为四大舱段: 1.有效载荷舱段.这是火箭头部,它的用途就是装载需运载的装备(如人造卫星、宇宙飞船或核弹头).它的外部装有流线形整流罩,以保护运载物和减少...
镇赉县17335135024: 火箭类型介绍 - ?
塞油硫酸: 火箭可按不同方法分类.按能源不 同,分为化学火箭、 核火箭、电火箭以及光子火箭 等.化学火箭又分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固液混合推进剂火箭.按用途不同分为卫星运载火箭、布雷火箭、气象火箭、防雹火箭以及各类军用...