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전기추진장치

화학추진제 로켓은 짧은 시간 동안 높은 추력을 내지만, 전기추진장치들은 매우 긴 시간 동안에 낮은 추력을 내도록 계획되었다. 전기추진장치에 대한 몇 가지 접근법이 현재 개발중에 있다. 이러한 모든 장치들은 낮은 추력 때문에 보통의 로켓 추진장치로 저고도의 궤도까지 옮겨져야 한다.

이 궤도에서부터 장거리 행성간 비행의 경우에 전기추진장치는 몇 주 또는 몇 개월, 심지어 몇 년 동안 주기적 또는 연속적으로 작동한다. 이러한 추진장치를 작동시키는 전력은 태양 에너지의 직접전환이나 플라스마 열전쌍(熱電雙)처럼 핵 발전기에서 얻게 된다. 전기추진의 사용장점은 모두 화학 로켓 추진으로 사용되었을 때에 비해 이륙중량이 절반 정도이다.

현재 개발중인 전기추진장치로는 전열(電熱) 아크제트와 전기 아크로 생성된 플라스마를 자기장(磁氣場)으로 가속시키는 것이 있다. 또다른 전기추진장치는 주기적으로 작동되며 고온 가스를 가속시키기 위해 자기유체역학(磁氣流體力學 MHD)을 이용한다. 전기추진장치 가운데 가장 잘 알려진 것은 이온 로켓이다.

이 장치에서는 분말입자나 금속 세슘과 같은 양(陽)전하 이온의 가속에 전자기장(電磁氣場)보다는 정전기장(靜電氣場)이 사용된다. 또 이 장치의 비충격 범위는 5,000~10만 초로 계산된다.

수소가열기와 광자 로켓

우주선추진용으로 제안된 2가지 로켓 장치가 있다. 하나는 수소가열기라고 하는 것이다. 이 장치에서는 먼저 태양 에너지를 반사경으로 열교환기에 집결시켜 수소를 높은 온도로 가열한다.

그 다음에 뒷부분의 로켓 노즐을 통해 수소가 가속된다. 다른 하나인 광자 로켓에서는 에너지를 빛으로 전환하며 같은 방법으로 방출한다. 필요한 극히 높은 온도(핵분열 범위)에서 사용할 수 있는 물질이 현재 존재하지 않기 때문에, 이 장치는 완전히 이론에 그치고 있다.