中国首个激光推进及其应用国家重点实验室成立

请教各位激光在航天推进动力的应用前景如何。

预先研究？

部分成果？哪部份成果？

化学火箭是反作用力在推动。电磁力应比化学能密度更大，更容易控制。

什么原理？

太空中没有氧，以后在太空中长期航行，不是循环氧，就是要用无氧菌造氧。这要预研。

等离子流动控制与推进技术
这个真的很牛

无工质？

太空虽然看似遥远，但是其实必须现在开始准备。。

感觉好科幻难道是聚变供能，激光推进？

　既然太阳不足以推动恒星际太空飞船，于是有科学家提出了激光动力推进器技术，利用一束强大的激光将飞船推向太空，其中一项技术就是“激光烧蚀”技术。所谓的“激光烧蚀”就是利用强大的激光来烧蚀飞船尾部的特殊金属，金属逐渐蒸发形成蒸汽从而提供推进力。另一种相似的技术就是由物理学家和科幻小说家格里高利-本福德所提出的太阳帆技术，就是在太空飞船上安装一种太阳帆，太阳帆上涂有一层特殊的油漆。从地面之上发送微波束，微波束“燃烧”特殊油漆中的分子从而产生推进力。这种技术或许将使得行星际间旅行更快。

　　激光动力推进技术也存在许多重大挑战。首先，激光束必须要精确聚焦于飞船之下，即使距离再远，激光束都不能有丝毫误差。否则，飞船会因为得不到足够的能量而坠毁。其次，激光束生成设施的功率必须要超级强大。在某种情况下，它所需要的能量可能会比人类目前所有的能量输出还要大得多。

是不是这个啊，感觉还是离子发动机加聚变可靠

给楼主补链接：http://news.ifeng.com/mil/2/detail_2012_05/08/14393145_0.shtml

这个好科幻！TGV5!

希望能够有成果, 但感觉真的要突破很难吧.

这个牛X，过去毛子也不过是研制激光点化学推进器的研制

难道是激光等离子体推进？？

推进，其实反过来也是一种粒子武器

ericye 发表于 2012-5-9 00:06
请教各位激光在航天推进动力的应用前景如何。
激光推进这个东西最早在网天听当铺说过，而后江山也提到过，总的来说前期的探索表明激光推进这个东西效果不错已转入深入机理研究当然这也是几年前的事了。
激光推进最大革新就是不在需要大量的化学燃料了，激光推进很可能就是使用核反应堆作为能源的，以后的作为单级入轨空天飞行器的动力还是很可行的。

Ferrite 发表于 2012-5-9 03:34
什么原理？
类似脉爆靠爆炸产生推力，但是靠激光瞬间加热空气发生爆炸产生推力。

据我的分析是这样的：

首先要弄明白动量守恒是一个永恒法则（至少宏观上是这样）。既然如此，那么要让一定质量的火箭达到第一宇宙速度，就需要火箭喷出具有相同动量但方向相反的运动物体。举个例子，卫星重1吨，不考虑加速过程，到达第一宇宙速度时，它的动量是1000kg*7900m/s，=790万，一般来说喷出气体的速度是500m/s，那么需要的燃料是15.8吨（因为燃料也要加速，所以是个越加越多的过程，我们暂不考虑）。如果，呵呵，如果将喷出的气体加速到1000m/s ，那么需要的燃料就会减半，到8吨，如果我是说如果继续加速，例如光速（喷光子），那么只需要相当于26.3克的燃料就可以将1吨重的卫星打上去。但问题是光子没有静止质量，因而它动起来的动量也很小很小，如果纯用激光推进，产生的加速度会非常非常小。但是电子和原子核却是相对光子来说质量大得多的东西了，如果化学能加速的极限是将空气加速到500m/s的话，那么用激光将空气电离，然后利用磁场对离子加速就可以远远超过500m/s这个极限，比如达到4000m/s的话，那么燃料的质量只需要2吨。什么概念呢？2吨相当于现在的中级轿车，就是说一部卡车大小的航天器诞生了。原理知道后，就可以推导出激光推进的方式了。

利用激光推进目前可预测的有三种方式：

1.无工质激光推进。就是利用激光发射光子产生的动量来推动载荷。由于光子没有静止质量不需要消耗物质，所以具有很少的消极质量。而这也是最大的问题所在，正因为光子没有静止质量因此根据能量守恒，它能产生的速度就很有限，打个不恰当的比喻，就像一只蚂蚁拉大象。当然如果能有几亿亿只蚂蚁就另当别论，可我们现在还做不到。这种方式是为最理想的激光推进但是也是最不现实的。

2.激光脉爆空气产生反作用力。表面上看跟现在发动机的原理相似的，只不过一个用油加热空气并把它喷出去，一个用激光。实际上航空发动机中煤油产生的气体是有质量的，动量高，而换做激光的话又回到无工质的问题上了，激光没有静止质量，需要先将动量传递给空气，再由空气传给航空器，如果激光能量达到这种程度了，还不如直接喷出去，按照第一种方式更为简单。

3.激光等离子推进。这种方式是目前最有前景的。它结合了无工质和有工质的优点，即不需要大量的燃料，只需要相当于目前燃料中的一小部分就够了，而又比无工质的低功率好很多，因为它喷出气体是有较大质量的。原理就是利用激光先让空气等离子化，然后通过磁场加速将带电空气“喷”出去。就想我前面提到的，这就避免了无工质推进加速低的问题，也避免了化学能500m/s的极限，可以利用少量的质量而获得较大的速度。

C卫星 发表于 2012-5-9 21:17
类似脉爆靠爆炸产生推力，但是靠激光瞬间加热空气发生爆炸产生推力。

据我的分析是这样的：

首先要弄明白动量守恒是一个永恒法则（至少宏观上是这样）。既然如此，那么要让一定质量的火箭达到第一宇宙速度，就需要火箭喷出具有相同动量但方向相反的运动物体。举个例子，卫星重1吨，不考虑加速过程，到达第一宇宙速度时，它的动量是1000kg*7900m/s，=790万，一般来说喷出气体的速度是500m/s，那么需要的燃料是15.8吨（因为燃料也要加速，所以是个越加越多的过程，我们暂不考虑）。如果，呵呵，如果将喷出的气体加速到1000m/s ，那么需要的燃料就会减半，到8吨，如果我是说如果继续加速，例如光速（喷光子），那么只需要相当于26.3克的燃料就可以将1吨重的卫星打上去。但问题是光子没有静止质量，因而它动起来的动量也很小很小，如果纯用激光推进，产生的加速度会非常非常小。但是电子和原子核却是相对光子来说质量大得多的东西了，如果化学能加速的极限是将空气加速到500m/s的话，那么用激光将空气电离，然后利用磁场对离子加速就可以远远超过500m/s这个极限，比如达到4000m/s的话，那么燃料的质量只需要2吨。什么概念呢？2吨相当于现在的中级轿车，就是说一部卡车大小的航天器诞生了。原理知道后，就可以推导出激光推进的方式了。

利用激光推进目前可预测的有三种方式：

1.无工质激光推进。就是利用激光发射光子产生的动量来推动载荷。由于光子没有静止质量不需要消耗物质，所以具有很少的消极质量。而这也是最大的问题所在，正因为光子没有静止质量因此根据能量守恒，它能产生的速度就很有限，打个不恰当的比喻，就像一只蚂蚁拉大象。当然如果能有几亿亿只蚂蚁就另当别论，可我们现在还做不到。这种方式是为最理想的激光推进但是也是最不现实的。

2.激光脉爆空气产生反作用力。表面上看跟现在发动机的原理相似的，只不过一个用油加热空气并把它喷出去，一个用激光。实际上航空发动机中煤油产生的气体是有质量的，动量高，而换做激光的话又回到无工质的问题上了，激光没有静止质量，需要先将动量传递给空气，再由空气传给航空器，如果激光能量达到这种程度了，还不如直接喷出去，按照第一种方式更为简单。

3.激光等离子推进。这种方式是目前最有前景的。它结合了无工质和有工质的优点，即不需要大量的燃料，只需要相当于目前燃料中的一小部分就够了，而又比无工质的低功率好很多，因为它喷出气体是有较大质量的。原理就是利用激光先让空气等离子化，然后通过磁场加速将带电空气“喷”出去。就想我前面提到的，这就避免了无工质推进加速低的问题，也避免了化学能500m/s的极限，可以利用少量的质量而获得较大的速度。

70年代就有研究，但是研究了这么多年还是在研究，离实用化还是很遥远。

下一个科技革命已经开始了

还是离子推进实验室更现实。

C卫星 发表于 2012-5-9 21:17
类似脉爆靠爆炸产生推力，但是靠激光瞬间加热空气发生爆炸产生推力。
汗，我还以为是把激光照在一个风帆样的东西上，利用光压来推动呢

飞雪迎春 发表于 2012-5-10 22:28
汗，我还以为是把激光照在一个风帆样的东西上，利用光压来推动呢
你说的把激光照在一个风帆上利用光压来推动事实上这个系统是动量守恒的根本就不会动啊。。。
19L说的3种激光推进的方法，除了第一种喷光子不太靠谱之外第三种倒是比较有意思，也是个不错的思路。

个人感觉激光推进是用来取代传统化学火箭推进的一种发射方式，只适合在大气层内及近地空间使用。毕竟激光束是在地面发射的。

C卫星 发表于 2012-5-12 14:06
你说的把激光照在一个风帆上利用光压来推动事实上这个系统是动量守恒的根本就不会动啊。。。
19L ...
不是用飞行器自身的激光，用附近空间站上发射激光来推动嘛，以后在太空中建立多个空间站，飞行器只要路上带一个光帆就可以了，需要加速或减速的时候就让激光照一照就好

汉武大地 发表于 2012-5-9 10:04
　既然太阳不足以推动恒星际太空飞船，于是有科学家提出了激光动力推进器技术，利用一束强大的激光将飞船推 ...
如果解决了核聚变技术直接代达罗斯，鄙视核能--电能--内能--机械能的浪费！！！

八分之一光速秒杀一切其他推进方式！！！出了可控核聚变其他技术都是现成的！！！感谢英国佬！！！话说第一张图里那个最小的载人登陆火星不错.............

楠宫萧vn 发表于 2012-5-13 13:53
如果解决了核聚变技术直接代达罗斯，鄙视核能--电能--内能--机械能的浪费！！！

八分之一光速秒杀一切 ...
这东西我第一次看到，介绍介绍，什么原理的

汉武大地 发表于 2012-5-13 14:04
这东西我第一次看到，介绍介绍，什么原理的
代达罗斯目前成了非介质热核火箭的代名词。
PS：英国星际学会(British Interplanetary Society)在上世纪70年代重新回顾了猎户座计划，并提出代达罗斯计划，只不过以更强大而且环保效果好一些的聚变力量代替原子弹。这个计划的目标是向6光年以外的巴纳德星(Barnard's star，是距离太阳系第二近的星)发射一个探测器，并用50年的时间到达那里。

代达罗斯计划要求充分利用已有或者在不远的将来可能出现的技术，且可以在人的一生中抵达预定的目的地（因此按照最初的设想，计划的参与者有机会亲眼目睹其完成任务）。选择巴纳德星而非距离更近的比邻星作为首要目标的原因是，当时的人们根据不可靠的观测证据认为，该星周围可能有行星环绕，虽然这一说法现在并未得到证实。在这个要求之下，火箭工程师Alan Bond率领13人的研究小组提出了核聚变火箭的构思。

按照设计，代达罗斯飞船总长190米，采用二级结构，总重54000吨，其中包括50000吨的燃料和500吨的科研载荷。考虑重量问题，飞船将在轨道上建造。一、二级推进系统总共工作不到4年，可以将飞船加速到0.12倍光速，在接下来的46年里代达罗斯飞船会处在无动力滑行状态。由于飞行时间长、距离远，为应付星际空间的低温，飞船的支撑结构按设计要使用导热性能良好的金属铍构建。


代达罗斯飞船的设计图，下半为一级火箭，总工作时间约2.05年；上半为二级火箭和飞船载荷，二级火箭工作时间约为1.76年。

代达罗斯的推进系统是核聚变脉冲火箭，这是在20世纪50年代末研究核裂变推进的猎户座计划的基础上提出的。1963年，部分禁止核试验条约签署后，需要利用核爆炸驱动的猎户座火箭无法继续进行研究。而代达罗斯所依赖的聚变脉冲对环境影响小，不受条约限制。按照设计，氘和氦3组成的混合燃料球由高能电子束在惯性约束反应室中点燃并爆发，爆发产生的离子气在磁场的约束下以每秒10000000米的速度排出船尾，以作为动力的来源。每秒代达罗斯需要消耗250个燃料球。由于地球上缺乏氦3储存，计划的设计者构思出了同样野心勃勃的氦3开采方案：在20年的时间里，利用热气球在木星大气中采集所需。

对于长期星际飞行来说，速度不是唯一要解决的问题。由于代达罗斯在旅途中不能与地球进行实时通讯，其本身必须要有足够的应变能力才能保证顺利走完全程。一个需要考虑的重要问题是星际尘埃的轰击，虽然介质的密度并不高，颗粒也一般不大，但是在0.12倍光速下，这一影响不可忽略。代达罗斯在前方设有铍质偏转罩，并可以通过携带的前导“尘埃虫（Dustbugs）”飞船生成高速运行的粒子防护云。再结合小型遥控机械装置“看守（Wardens）”在途中的随时修复，理论上飞船可以应对绝大多数情况。

1978年，英国行星际学会公布了代达罗斯计划的最终方案。该计划给出了史上第一份详细的星际飞船设计图纸，旨在论证可能性。但直到今天，代达罗斯所需要的大量核心技术仍是纸上谈兵，没有核聚变火箭，没有木星开采技术，在轨道上建造几万吨的航天器也近乎天方夜谭...............
不过代达罗斯计划充分验证了核聚变推进方案，并提出可以借助更加成熟的离子推进方案完善他的推进系统，目前唯一的瓶颈就是可控核聚变..............
也就是说可控核聚变如果一旦解决，那么别的推进方式就很有可能等着被替代...........

楠宫萧vn 发表于 2012-5-13 14:16
代达罗斯目前成了非介质热核火箭的代名词。
PS：英国星际学会(British Interplanetary Society)在上世纪 ...
有生之年看不到这东西

汉武大地 发表于 2012-5-13 14:04
这东西我第一次看到，介绍介绍，什么原理的
如果代达罗斯计划（我指的是推进方式）真的实现，你完全可以想象一个和阿波罗飞船差不多大小的飞船登陆木卫二、土卫六的情形.............期待呀！！！
不过这个玩意有人嫌技术难度太高，又有了一个“超低成本”目前就可实现的星际航行方式——
伊卡洛斯计划！！！这个很逗，就是发一个探测器，先到木星轨道，进入环木星轨道，先在低轨运行，用一个长达12公里的管道抽取木星高层大气作为工质，然后这个管道还负责发电（切割木星磁感线），在环木轨道的5年里（估计后来就是大椭圆轨道脉冲推进了）他的速度最终将达到这么一个目标——用100年左右的时间到达比邻星.................
可惜，没钱..........

汉武大地 发表于 2012-5-13 14:22
有生之年看不到这东西
但是借用它推进方式的探测器你绝对见得到，除非你在2060年前殉职..........

楠宫萧vn 发表于 2012-5-13 14:27
但是借用它推进方式的探测器你绝对见得到，除非你在2060年前殉职..........
2060年我还真不一定能活到，除非未来几年医学有大发展，我都40多了。。。。。。。。。。。

在飞船后面抛核弹算啦 猎户座计划啊
现在的宇宙探索真没意思 就知道考虑成本
二战结束后的30年才是黄金年代  不顾一切代价的去做 人类迟早会毁掉地球 早打算早好