火箭推进速度上限的估算

主要观点总结

本文主要讨论了火箭推进方式的速度上限，包括化学燃料推进、电磁推进、核动力推进和正反物质湮灭推进等。通过简单的推导和估算，对各种推进原理的比冲进行了数量级估计，并讨论了它们所能达到的速度上限。文章还提到了火箭干湿质量比的对数因子对最终速度的影响。

关键观点总结

关键观点1: 化学燃料推进的比冲上限是5 km/s，适用于行星际航行。

化学燃料的燃烧是化学键的断裂和再形成的过程，键能在几个eV量级，因此比冲上界可估算为5 km/s。

关键观点2: 电磁推进的比冲可以达到30—40 km/s的量级，通过电场加速工作介质并喷射获得反冲。

例如，氙气推进的比冲可以达到17—33 km/s。

关键观点3: 核动力推进的能标在MeV水平，比冲保守估计可以达到10000 km/s的量级。

核反应的能标非常高，例如裂变和聚变反应，可以释放出巨大的能量用于推动火箭。

关键观点4: 正反物质湮灭推进的比冲是光速本身，喷射物是γ光子。

这种推进方式有望使火箭逼近光速，但需要设计能够反射γ射线的装置，目前这一技术还面临挑战。

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