火箭开始点火升空，什么能转换成什么能？飞船在空中飞行时打开太阳能帆板,是为啥

本文目录

• 火箭开始点火升空，什么能转换成什么能
• 飞船在空中飞行时打开太阳能帆板,是为啥
• 以目前的火箭技术，我们或永远无法走出太阳系
• 利用阳光驱动——太阳能火箭
• 太阳帆版是什么，工作原理是什么
• “神十四”航天员迎来问天舱，实验舱有哪些神奇功能
• 太阳能帆板的介绍
• 太阳翼的数量和作用
• 火箭上边的太阳能发电板，是单晶硅，还是多晶硅，还是和我们民用的板不一样，还是特殊研发的板
• 美国的航天飞机是烧什么燃料的液氧和液氢那常见的火箭都是用什么燃料呢

火箭开始点火升空，什么能转换成什么能

推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能。形成高速气流喷出，产生推力。

火箭发动机点火以后，推进剂（液体的或固体的燃料和氧化剂）在发动机燃烧室里燃烧，产生大量高压气体；高压气体从发动机喷管高速喷出，对火箭产生的反作用力，使火箭沿气体喷射的反方向前进。

固体推进剂是从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧的，而液体推进剂是用高压气体对燃料与氧化剂贮箱增压，然后用涡轮泵将燃料与氧化剂进一步增压并输送进燃烧室。

扩展资料：

主要分类：

1、按级数

按级数来分，可分为单级火箭、多级火箭两种类型。由于单级火箭在实际应用上很难实现宇宙飞行所必需的宇宙速度，因此需要采用多级火箭来解决这一问题。

多级火箭的一子级在发射点火后就开始工作，工作结束后与整个火箭分离，再由二子级继续将有效载荷推向太空，以此类推，直至把有效载荷送入预定轨道。多级火箭一般由2-4级组成，有串联、并联和串-并联三种联接方式。

2、按动力能源

按动力能源分为化学能火箭、电能火箭、核能火箭、太阳能火箭及光子火箭等。目前最常用的是化学能火箭，它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。

作为新能源火箭的代表，核能火箭的优点是其发动机比冲比化学能火箭的高，而推进剂只有一种，简化了火箭结构，适合执行长时间任务或星际任务。

3、按用途

按用途分为探空火箭和运载火箭。探空火箭指在近太空进行探测、科学试验的火箭，不设控制系统，30～200千米高空的有效探测工具。探空火箭还可按研究对象或用途分翔如地球物理火箭、气象火箭、生物火箭、技术试验火箭和防雹火箭等。运载火箭又分为卫星运载火箭和载人运载火箭。

4、按控制形式

按控制形式分为有控火箭和无控火箭。 

5、按运载能力

按运载能力分为小型火箭、中型火箭、大型火箭和重型火箭。

6、按轨道

按轨道分为近地轨道火箭、太阳同步轨道火箭、地球同步轨道火箭及月球轨道火箭等。 

7、按可否重复使用

按可否重复使用分为一次性使用火箭、部分重复使用火箭和完全重复使用火箭等。

飞船在空中飞行时打开太阳能帆板,是为啥

这是因为飞船需要电力，而飞船本身的电池所存储的电量是有限的，需要外部环境输入，太阳能帆板正是为了实现电能的输入而设计的。太阳能帆板可以将光能转化为电能，所以在帆板的寿命内，它都可以为飞船提供电能。从某种角度上来说，太阳能帆板体积小便于飞船携带，相对于核动力飞船太阳能帆板更加实用经济。

以目前的火箭技术，我们或永远无法走出太阳系

自从人类诞生以来，星辰大海一直对人类有着致命的吸引力。贯穿人类的 历史 ，从远古到现代，人类 探索 宇宙的脚步从来没有停止。
50年前，1957年的10月4日，苏联发射了斯普尼克号（Spumik），这是第一枚人造卫星，震惊全球，从此开启了人类的太空时代。从此，宇宙 探索 技术飞速发展，人来也终于第一次 有能力 探索 太阳系内的行星，而不总是用各种大口径的天文望远镜远远的观察。苏联东方号系列运载火箭中的“卫星号”,是人类第一枚真正意义上的空间运载化学能火箭，此种火箭在接下来的几十年随着技术的不断进步而大放光彩。
1961年4月12日，前苏联航天员加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船绕地球一周，完成了世界首次载人宇宙飞行。人类第一次从地球之外回望我们的蔚蓝星球。

1964年11月28日 ，美国人在佛罗里达州的卡纳维拉尔角基地用阿特拉斯 -阿金纳D运载火箭 发射了人类第一个成功飞越火星的火星探测器飞船，在经历了令人窒息的228天航行后，于1965年7月14日人类第一次在距离 火星表面9846公里的高空观察这颗红色星球。在随后的时间里，世界上不同国家用各自的探空火箭把将近10个火星探测器送到了火星表面。中国也于2020年9月20日用长征5B运载火箭成功发射中国第一个火星探测器“天问一号”。
1969年7月16日上午，巨大的“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪角发射场点火升空，开始了人类首次登月的太空飞行。参加这次飞行的有美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、埃德温·奥尔德林、迈克尔·科林斯。在美国东部时间下午4时17分42秒，阿姆斯特朗将左脚小心翼翼地踏上了月球表面，人类第一次踏上月球。
1977年9月5日，美国人用泰坦三号E半人马座火箭成功发射旅行者一号空间探测器，截止到2020年6月仍然正常运作。它曾到访过木星及土星，是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后，结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。距今离地球最远的人造卫星。2012年8月25日，"旅行者1号"成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。截至2019年10月23日止，旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离，但仍未脱离太阳系。
1991年，美国发射的“伽利略”木星探测器 成功的对编号为951的Gaspra的小行星飞越探测。90年代后全球共实施了6次小行星任务，3次彗星任务，从此实现了飞越、绕飞、采样返回等多种样式的探测任务。
从此以后，宇宙的深空探测进入到一个瓶颈期，现行的化学能火箭作为深空探测的载体除了有限的发动机和燃料技术改善外，毫无存进。按目前火箭的技术，到达离地球最近距离约5500万公里的火星尚且需要半年，被巨型火箭发射到外太空利用 同位素温差发电机为能源，以第三宇宙速度飞行的旅行者一号如今已经飞了43年，仍然无法飞出太阳系。要知道太阳系的直径约为1光年，不说宇宙空间，就单说在银河系空间面前都是一个微不足道的距离。以 人类短暂的寿命来看，我们不得不说，现如今以化学能为动力的探测火箭，根本不足以让人类走出太阳系，更遑论银河系！几十年都未发展出革新的运载技术，是否人类真的要被困锁在这小小的太阳系？答案是否定的，虽然目前我们依然以这种化学能火箭为主，但是工程师们早已看到这种运载火箭的弊端，几种不同种类但理论上有效的推进发动机已经初见雏形。

NO.1，离子发动机。离子发动机是太阳能电火箭发动机三种类型中的一种，属于非常规推进系统。它与普遍使用的液体火箭、固体火箭等化学火箭有所不同，是靠太阳能或者核能工作，而非化学能。化学火箭发动机的推进剂把化学能转变为热能，经过喷管的气动热力加速，再转化为喷射燃气流的动能来产生推力。离子发动机的工作介质则是通过太阳能或者核能转换成的电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的作用获得动能来实现反作用推进的。通过从发动机尾部喷射出阳离子来推动飞船前进，所以离子发动机的驱动方式也被叫做电力驱动方式。理论上，这种电火箭比通常使用的化学火箭效率要高10倍，所需推进剂工作介质较少，可使航天器有更多的空间装载有效载荷。但目前的离子发动机的最大缺点是推重比太小，其推力只相当于一张纸对于你的手的压力，显然这样的发动机无法让飞船和探测器脱离地球的重力场，也无法携带大的负载，还需要继续研究其技术。
NO.2，霍尔推进器。霍尔推力器，与离子推力器的工作原理十分相似，都是靠电场对离子进行加速，从而得到极高的排气速度，继而大量提升比冲，但霍尔推力器与离子推力器的结构与电离的方式存在很大的区别。从宏观上来说，是前级的电离室+后端的稳态静电场来实现的，其主要的加速作用靠末端的静电场来实现。普通火箭发动机是靠燃烧化学燃料，喷出燃烧气体推进；离子发动机靠离子流直接推进；霍尔发动机靠的是强磁场和电场约束加速离子流速度继而抛出的是离子流推进。这些电子流在电磁场的作用下加速，撞击并电离作为推进剂的氙气，电离态的氙再被电场加速射出。那么，飞行器就能获得向前的动力。理论上只要加速磁场足够强大，抛出的离子流动能足够大，可以无限加大速度。但是目前的霍尔推进器还处于研究 初期阶段，应用有限。中国的首款20千瓦大功率霍尔推力器成功完成点火试验，点火时间累计达8小时，点火次数超过30次，实现了我国霍尔电推力器推力从毫牛级向牛级的跨越。
NO.3，曲速引擎。曲率引擎是一听就是一种高大上的科幻发动机。是一种超光速(faster-than-light, FTL)推进系统，和跳跃引擎、超光速引擎、星际传送器等设备都是科幻作品中相似但理论不同的常见技术。曲速引擎以在影片《星际旅行》系列电影中最为常见。和其他科幻作品不同，曲速引擎的理论在设定上并不允许在两点间进行瞬时旅行。曲速技术设想通过在宇宙飞船周围出了一种正常时空的人工"气泡"，使得飞船可以安全的以快于光速的几个数量级的速度航行，同时又回避了时间膨胀的相对论性的问题。运用空间翘曲(space warp)作为引擎来推进已成为一些物理学家所研究，例如米格尔·阿库别瑞的阿库别瑞引擎。但是目前科学家和物理学家还没有理论支持如何引发这个“时空气泡”。需要物理学家们在时空的理论上有所突破 ，一旦突破人类走出太阳系，冲出银河系都不在话下。

人类征服星辰大海的欲望永远不会停歇，如果依靠目前的化学能火箭技术，以人类短暂的生命有可能永远无法走出太阳系，说太阳系就是人类的牢笼也不为过。要冲出 这个牢笼，就必须依靠全人类的智慧，另辟蹊径。或许，在不远的将来，我们的子孙就会任意在银河系穿梭，距离将不再是问题。

依靠目前的火箭技术，我们永远无法逃离太阳系，绝对不能过度依赖目前的化学能发动机，我们必须要有清醒的认识。

利用阳光驱动——太阳能火箭

火箭和飞机都能在天上飞,但火箭发动机和飞机发动机的本领却不相同。飞机发动机只带燃料,不带液氧一类的氧化剂,燃料全靠从大气中得到的氧气帮助燃烧，产生推力使飞机上天,因此飞机在没有空气的太空是飞不了的。火箭就不同,因为它不仅带燃料,还带助燃的氧化剂,因此可以在没有空气的太空飞行。

但正是由于火箭带了大量氧化剂,重量就大大增加，从而使火箭的成本大大增加。现在有许多卫星,如通信卫星,需要发射到与地球相对位置保持静止的轨道上，这样就必须把卫星送到赤道上空约3500千米的位置。这么远的距离，当然就需要带很多的燃料和液氧一类的氧化剂。因此在发射通信卫星时,火箭的个头就特别大,即使如此,现在有些火箭还是缺乏足够的动力能够做到一次启动就把卫星送到这么高的地方。

因此现在常常采取“两步走”的办法,也就是从地面发射一枚火箭先把卫星送到低空的临时轨道上,再由另一枚附在卫星上的火箭发动机再点火,把卫星送到高空的最终轨道上。实际上就是要采用上下两级火箭。而这种火箭通常都属于化学火箭，即是通过燃料和氧燃烧的化学能转变为热能,生成高温燃气,经喷管膨胀加速、将热能转化为气流动能,以高速(1500-5000米/秒)从喷管排出产生推力。

为了减轻火箭的重量,火箭专家早就提出过用太阳能作动力推进火箭的设想，但这种设想因太阳能转换材料不理想,得不到足够的功率而长期得不到实现，一直处于试验之中。直到1995年,这个设想才有了眉目。

1995年10月,美国航空航天局(NASA)和一家航天航空公司合作,研制出一种太阳能火箭,称为“太阳能上段火箭”,它虽然不能独立地把卫星送上天,但可以代替以往使用的第二级化学火箭。这种太阳能上段火箭装有两面可充气的反射镜，能把阳光聚焦在一个液氢源上,使氢加热到2300摄氏度以上，然后将热的氢气送到喷管产生推力使卫星继续飞行。两面阳光收集器反射镜和支撑它的梁是用一种柔性材料制成的，它可以在太空中充气变硬。采用可充气的材料做收集器反射镜和支撑梁是因为这种材料在地面时可将它们卷起来装进一个小小的空间,这比用普通的刚性材料制成的反射镜和支撑梁要节省很多空间,减少发射时的体积。

按美国航空航天局喷气式推进实验室新概念小组领导人内维尔·马斯威尔的意见,太阳能上段火箭将比同样功率的传统化学火箭小得多,这样可以用较小而便宜的第二级火箭机动地操纵宇宙飞船,把发射一枚卫星的费用降低1.5亿美元。

马斯威尔认为,太阳能上段火箭可以和单级入轨火箭很好配合。单级入轨火箭是航空航天局设计的一种可重复使用的火箭，但它只能把卫星送到低空临时轨道。而太阳能动力第二级火箭可以在单级入轨火箭达到的临时轨道上,把卫星送到最终的高空静止轨道上。预计这种太阳能火箭在20世纪末可开始太空试验。

太阳帆版是什么，工作原理是什么

太阳帆 定义：

太阳帆（英文名：Solar sails）是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于这种推力很小，所以航天器不能从地面起飞，但在没有空气阻力存在的太空，这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10e－5～ 10e－3g左右的加速度。

太阳帆的工作原理：

光是由没有静态质量但有动量的光子构成的，当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。单个光子所产生的推力极其微小，在地球到太阳的距离上，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量。

如果太阳帆的直径增至300米，其面积则为70686平方米，由光压获得的推力为0.034吨。根据理论计算，这一推力可使重约0.5吨的航天器在二百多天内飞抵火星。若太阳帆的直径增至2000米，它获得的1.5吨的推力就能把重约5吨的航天器送到太阳系以外。

由于来自太阳的光线提供了无穷尽的能源，携有大型太阳帆的航天器最终可以以每小时24万公里的速度前进。这个速度要比当今以火箭推进的最快航天器快4—6倍。即比第二宇宙速度快6倍，比第三宇宙速度快4倍。太阳帆接受光压的作用，它不仅可在需要时改变航天器的运行轨道，而且能不断加速飞行。

在炎炎的夏日下也感觉不到任何阳光的压力，是因为它实在微小，一平方公里面积上的阳光压力总共才9牛顿。但太空中运行的航天器处于失重状态，又无空气阻力，所以轻微的推力（太阳光的压力）就可以让它加速，太阳帆靠的就是它的光帆——非常轻而薄的聚酯薄膜，它们坚硬异常，表面上涂满了反射物质，使得它的反光性极佳，当太阳光照射到帆板上后，帆板将反射出光子，而光子也会对光帆产生反作用力，推动飞船前行。因此，光帆的直径越大，获得的推力也越大，速度也将越快，改变帆板与太阳的倾角可以对速度进行调整。

阳光是不会枯竭，同火箭和航天飞机迅速消耗完的燃料相比，太阳光是无限的动力之源，只要有阳光存在的地方，它会始终推动飞船前进，光帆将以每秒约1毫米的速度加速移动。如果把它当作真正的宇宙飞行器使用，那么它在展开光帆1天后，按理论计算，它的时速将增加160公里，100天后飞船的时速将增加16000公里，如果它能持续飞行3年，速度会被提升到每小时16万公里，这是人类任何飞行器都没有达到过的速度，相当于人类的宇宙探测先驱“旅行者”号探测器飞行速度的3倍。如果用它来探测冥王星的话，可以在不到5年的时间里达到，而最快的传统飞船至少需要9年，美国宇航局使用普通飞船探测冥王星的“地平线计划”预期需要的时间却是十多年。

太阳帆版应用方面：

主要应用于卫星、轨道修正、星际飞行等。

局限性方面：

如果轨道高度低于800km，太阳帆基本就没有用武之地了，因为此时大气阻力的影响比光压要大许多。只有当轨道高度大于这个限度时，太阳帆才能在光压的推动之下产生一个非常微小的加速度，通过数月的累积达到足够的速度。太阳帆通常要做得很大，而载荷相比之下就非常小了。直到现在，太阳帆的展开依旧是一个不小的难题。

“神十四”航天员迎来问天舱，实验舱有哪些神奇功能

“神十四”航天员在近期成功迎来了问天实验舱，进入到了里面，这也是我国的航天员第一次在轨进入实验舱。问天实验舱整体的长度是17.9米，重量达到了23吨，是我国空间站的第二大型舱段。它的主要功能就是帮助航天员们开展各种各样的科学试验，也是未来航天员们的主要工作场所，不得不说，问天实验舱也意味着我国科技的一大进步。

问天实验舱里面不仅带有各种功能的科学实验柜，而且在它的外部还有很多的挂点，这些挂点的作用就是用来安装各种各样的科学研究设备，帮助航天员们在实验舱外进行试验。据了解，问天舱里携带的科学实验柜功能，可是不容小觑的，每个实验柜就像是一个小型的太空实验室一样。在未来，航天员就可以在这个实验柜里面进行试验，或者是培育各种微生物等，进行更丰富的科学资源研究。

除了科学实验柜之外，问天实验舱还有一个神奇的功能，就是它的外形。从整体的外观上来看，除了有一个非常大的柱段之外，在它的尾部还有一个非常大的太阳能帆板。这个太阳能帆板的角度也是非常精准，可以吸收足够的太阳光能，而且在整个飞行过程中，也不用害怕有其他的舱段遮挡住阳光，为整个空间站提供充足的电力供应。

除此之外，在问天实验舱里面还给宇航员们配置了丰富的生活区，除了有三个睡眠仓，还有厨房、卫生间等一些生活设施，让航天员在实验舱里面的生活更加舒适和便捷。另外，问天实验舱还带有小机械臂，相比于核心舱配置的大机械臂，在使用方面会更加轻巧灵活，帮助航天员完成更加精密的操作。

太阳能帆板的介绍

太阳能帆板是一种收集太阳能的装置，通常用于卫星、宇宙飞船的供能，也用于安装在环保型汽车顶部。太阳帆板的基本原理是利用硅（Si）和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能，然后储存在卫星、宇宙飞船、电动汽车的太阳能电池里。

太阳翼的数量和作用

太阳翼的数量不是固定的，作用是收集太阳能。

太阳翼一般指太阳能帆板，人造卫星太阳翼的数量从一个到八个不等。比如“风云四号”与早前的“风云三号”气象卫星，因装载的红外探测仪对温度的变化极为敏感，需要对其进行降温以保证探测的精确性。当太阳光照射到太阳帆板上时，会产生红外辐射的反射，影响卫星定标精度和制冷效果，所以采用单太阳翼的设计。

太阳翼是收集太阳能的装置，通常用于卫星、宇宙飞船的供能，也用于安装在环保型汽车顶部。太阳翼的设计主要是根据卫星的功率需求来确定的。太阳翼发电面积越大、转换效率越高，卫星获取的能源就越多，可装载的设备也就越多。

新型太阳翼出现的影响

2023年7月23日10时50分，我国成功发射了银河航天灵犀03星，这颗卫星是我国首款使用柔性太阳翼的卫星。

柔性太阳翼是一种新型的太阳能电池板，它相比于传统的硬性太阳能电池板具有更好的柔韧性和更轻便的重量。银河航天灵犀03星的柔性太阳翼非常薄，单层柔性太阳板厚度仅1毫米左右。这种新型的太阳能电池板可以在不同的形状和角度下工作，为卫星提供更加高效的能源。

柔性太阳翼的出现将会极大地提高卫星的使用寿命和可靠性。传统的硬性太阳能电池板由于其重量和体积较大，在长时间的使用过程中会出现裂纹、损坏等问题，这些问题会严重影响卫星的使用寿命和可靠性。而柔性太阳翼具有更好的柔韧性和更轻便的重量，可以更好地适应不同的环境和工作状态，从而提高卫星的使用寿命和可靠性。

火箭上边的太阳能发电板，是单晶硅，还是多晶硅，还是和我们民用的板不一样，还是特殊研发的板

火箭上面没有，只有卫星上才有哦。
这个在上海空间电源研究所官方网站有公开技术资料，看介绍是硅/砷化镓太阳电池。
空间中使用太阳能板与地面用太阳能板其本质原理是相同的，但使用环境差别差别，所以太空中使用的太阳电池都是特制的。要考虑高低温环境、剧烈温差、高强度辐射这些环境问题，还要考虑单位重量和单位面积的转换效率问题。

美国的航天飞机是烧什么燃料的液氧和液氢那常见的火箭都是用什么燃料呢

美国的航天飞机使用的燃料是液氢和液氧。液氧和液氢是航天飞机常用的燃料，因为它们可以提供高的比冲和燃烧效率。
对于常见的火箭，它们使用的燃料种类很多，包括但不限于以下几种：
1. 液氢/液氧燃料：这是航天飞机使用的燃料类型，也是目前最常用的火箭燃料之一。
2. 液氧/煤油燃料：这种燃料类型适用于大型火箭，如SpaceX的猎鹰重型火箭。
3. 液氧/乙醇燃料：这种燃料类型通常用于小型火箭或模型火箭。
4. 偏二甲*/四氧化二氮燃料：这种燃料类型常用于洲际导弹和火箭发射，但也在一些航天任务中使用。
5. 固体火箭燃料：这种燃料类型常用于助推器或起飞阶段的火箭发动机。
需要注意的是，不同类型的火箭有不同的燃料需求，具体的燃料选择取决于任务的要求和火箭的设计。