轻型推进将如何工作

轻型推进火箭听起来像是科幻小说里的东西——飞船搭乘激光束进入太空，只需要很少或根本不需要机载推进剂，也不会产生污染。这听起来相当牵强，考虑到我们还没有能够开发出任何与传统地面或空中旅行接近的东西。但是，尽管这可能还需要15到30年的时间，但光飞船背后的原理已经被成功地测试了几次。一家名为Lightcraft技术继续完善始于伦斯勒理工学院纽约州特洛伊在

这个飞行器的基本想法很简单——橡果形状的飞行器使用镜子接收和聚焦入射的激光束来加热空气，空气爆炸来推动飞行器。让我们来看看这个革命性推进系统的基本组成部分:

在发射之前，一股压缩空气射流被用来使轻型飞行器旋转到每分钟10,000转(rpm)。旋转是为了在陀螺仪上稳定飞行器。想想足球:四分卫在传球时使用旋转球，使传球更准确。当旋转应用于这个极其轻的飞行器时，它允许飞行器以更稳定的速度穿过空气。点击这里看一段光飞船行动的视频。(自由windowsmediaplayer版本6.4或更大的，以查看视频。)。

一旦光船以最佳速度旋转，就会打开激光，将光船抛向空中。10千瓦的激光脉冲速度为每秒25-28次。通过脉冲，激光继续推动飞船向上。光束通过光船底部的抛物面镜聚焦，将空气加热到1.8万至5.4万华氏度(9982至29982摄氏度)之间——这比飞机表面的温度要高几倍太阳．当你把空气加热到这么高的温度时，它就会转变成等离子体状态——然后等离子体爆炸，推动飞船上升。

Lightcraft Technologies, Inc.，得到了FINDS的赞助——早期的飞行是由美国国家航空航天局以及美国空军的一名飞行员——已经在美国空军基地多次测试了一架小型原型轻型飞机白沙导弹射程在新墨西哥州。2000年10月，这艘直径4.8英寸(12.2厘米)、重量只有1.76盎司(50克)的小型轻型飞船到达了海拔233英尺(71米)的高度。在2001年的某个时候，Lightcraft Technologies公司希望将这架轻型飞行器的原型送到大约500英尺的高空。将一颗1公斤重的卫星送入近地轨道需要一束1兆瓦特的激光。虽然模型是用飞机级的铝制成的，但最终的全尺寸轻型飞机可能是用铝制成的碳化硅．

这种激光飞船还可以使用位于飞船内部的镜子，将一些光束能量投射到飞船前方。来自激光束的热量会产生一个空气尖锥，使一些空气通过飞船，从而减少阻力，减少光飞船吸收的热量。

另一种推进系统正在考虑用于另一种不同级别的光船，涉及微波的使用。微波能量比激光能量便宜，而且更容易扩大到更高的功率，但它需要一个更大的直径的船。为这种推进装置设计的轻型飞船看起来更像飞碟(现在我们真的进入了科幻小说的领域)。这项技术比激光推进的光飞船需要更多的时间来开发，但它可以把我们带到外行星。开发人员还设想了数千艘这样的轻型飞船，由一组环绕轨道运行的发电站提供动力，将取代传统的航空旅行。

微波动力的光船也将利用一个没有集成到船的电源。使用激光动力推进系统，动力源是基于地面的。微波推进系统会扭转局面。这艘微波推进的宇宙飞船将依赖从轨道上的太阳能发电站发射的能量。而不是被推离它的能量源，能量源将吸引光飞船。

在这艘微波光飞船能够飞行之前，科学家们必须将一个直径1公里(0.62英里)的太阳能发电站送入轨道。Leik Myrabo他认为这样一个发电站可以产生高达20千兆瓦的电力。该电站在地球上空310英里(500公里)的轨道上运行，将向66英尺(20米)高的圆盘状轻型飞船发射微波能量，该飞船可搭载12人。覆盖在飞船顶部的数以百万计的微型天线将微波转化为电能。在仅仅两次轨道运行中，电站将能够收集1800亿焦耳的能量，并将43亿瓦特的能量传送给轻型飞船，供其进入轨道。

微波光飞船将配备两个强大的磁铁和三种类型的推进引擎。覆盖在飞船顶部的太阳能电池在发射时将被用于发电。然后，电力将使空气电离，推动飞船搭载乘客。一旦发射，微波光飞船就会利用其内部反射器加热周围的空气，并推动其穿过声障。

一旦进入高空，它就会因高超音速而倾斜。然后，一半的微波能量会被反射到飞船前面，加热空气，形成一个空气尖刺，让飞船以25倍音速的速度穿过空气，飞进轨道。该飞行器的最高速度约为声速的50倍。另外一半的微波能量被飞船的接收天线转换成电能，并用于给它的两个电磁引擎提供能量。这些发动机会加速滑流，也就是飞船周围的空气。通过加速滑流，飞船能够抵消任何音爆，这种音爆会使飞船在超音速时完全安静下来。