太空推進有哪些不尋常的形式(Some Unusual Forms of Space Propulsion)？

今天太空推進的典型形式有固體火箭助推器、液體火箭和混合火箭。它們都攜帶燃料并使用化學能產生推力。不幸的是，它們可能非常昂貴：將1公斤有效載荷送入近地軌道可能需要25-200公斤火箭。將1公斤提升到低地球軌道的費用...

今天太空推進的典型形式有固體火箭助推器、液體火箭和混合火箭。它們都攜帶燃料并使用化學能產生推力。不幸的是，它們可能非常昂貴：將1公斤有效載荷送入近地軌道可能需要25-200公斤火箭。將1公斤提升到低地球軌道的費用2008年5月，通常使用的固體火箭助推器為$12000（美元），還有混合火箭。化學火箭用于太空發射和旅行的方法基本上是有限的。因為火箭必須推動自己的燃料向上穿過大氣層最稠密的部分，所以成本效益不高。最近的一項發明是私人飛船"太空船一號"，它使用運載飛船（白騎士）運載到發射前14公里（8.7英里）的高度。在這個比珠穆朗瑪峰更高的高度上，"太空船一號"已經在大氣層的90%以上，并且能夠使用它的小型混合動力引擎在剩余的時間里到達太空的邊緣（100公里的高度），可重復使用的旅游航天器很可能就是基于這個模型的。

大多數被送入軌道的物體都是通過傳統火箭（如俄羅斯聯盟-FG發射系統）送入太空的。除了化學火箭范例外，還分析了其他幾種形式的太空推進特別是推進器，已經被數艘航天器成功使用，其中包括2001年訪問過博雷利彗星和布萊葉小行星的"深空1號"。離子推進器的工作原理類似于粒子加速器，利用電磁場將離子從發動機后部排出對于長距離的旅行，例如從地球到火星，離子推進器的性能比傳統的太空推進方式要好，但只有很小的差距。

太空船一號是在21世紀初為維珍銀河公司建造的。更先進的空間推進形式包括核脈沖推進和其他核動力接近。核電站或核彈的功率密度比任何化學源都要大很多倍，因此核火箭也會相應地更有效。核脈沖推進，一個60年代的參考設計，稱為獵戶座-不要與2000年代的獵戶座船員探險車混淆-它可以在4周內運送200人的宇航員返回火星，而美國宇航局目前的化學動力參考任務需要12個月的時間，也就是土星的衛星需要7個月的時間。另一個名為"代達羅斯計劃"的設計只需要大約50年就可以到達6光年外的伯納德星，但需要一些時間慣性約束聚變（ICF）領域的技術進步。由于1965年的《部分禁止核試驗條約》（Partial Test Ban Treaty），大多數關于核脈沖推進的研究都被取消了，盡管這一想法最近得到了新的關注。另一種太空推進形式，太陽帆，在20世紀80年代和90年代進行了一些詳細的研究。太陽帆將使用反射帆利用太陽的輻射壓力來加速有效載荷。太陽帆不攜帶反作用質量，是快速遠離太陽的理想選擇。盡管太陽帆可能需要數周或數月的時間才能加速到可觀的速度，利用地球或天基激光將輻射直接照射到帆上，這一過程可以跨越這一過程不幸的是，折疊和展開極其薄的太陽帆的技術還不成熟，因此可能必須在太空中進行建造，使問題變得相當復雜。另一種更具未來感的太空推進方式是使用反物質作為推進燃料，就像科幻小說中的一些太空船一樣。今天，反物質是地球上最昂貴的物質，每毫克的成本約為3000億美元，到目前為止只生產了幾納米的反物質，這些技術與化學火箭的關鍵區別在于，這些技術可以將航天器加速到接近光速，而化學火箭則不能。因此，太空旅行的長遠未來在于其中一項技術。

一些研究建議使用小型航天器，從經過地球和火星的小行星到火衛一這樣的小衛星，以廉價地在行星之間移動。