空天飞机为什么不能考虑进入太空之后使用太阳能作为动力来源？
对于空天飞机，在进入太空之后是否可以使用太阳能作为动力来源，这是一个非常值得探讨的问题，也是一个比看起来要复杂得多的议题。
首先，咱们得明白，空天飞机最核心的特点就是它既能在地球大气层内飞行，也能进入太空。而它在大气层内的飞行，和传统的飞机一样，是需要克服空气阻力并产生升力的，这需要的能量是巨大的，而且需要一个瞬间输出功率极高的动力系统。目前为止，还没有任何一种太阳能发电和储能技术能够提供如此强大的瞬间动力来完成这种大气层内的飞行。太阳能发电是有一个过程的，它需要将光能转化为电能，再通过电机驱动螺旋桨或喷气发动机。这个能量转换和传递过程中的损耗以及反应速度，是无法满足空天飞机起飞和爬升阶段对瞬时高功率的需求的。你可以想象一下，就像你突然想要举起一个很重的东西，太阳能的“爆发力”远远不够。
再者，空天飞机要进入太空，意味着它需要达到轨道速度。这同样需要极大的能量和极高的速度。虽然火箭也使用化学能，但它们是利用爆炸性的化学反应瞬间产生巨大的推力。太阳能，即使通过集光，其能量密度也远不及火箭燃料的能量密度。要用太阳能达到如此高的速度，你需要的太阳能电池板面积将会非常庞大，而且还需要一个极其高效的电动机和推进系统来将电能转化为动能。这在现有技术下是难以实现的，而且会严重影响空天飞机的结构设计和有效载荷。
然后，我们再具体看看太阳能的几个现实问题。
1. 能量密度与效率问题：
太阳能电池板的能量转换效率虽然在不断提高，但目前仍然是一个相对有限的范围。即便是在太空中有更充足的阳光，单位面积的太阳能发电量也是有限的。要满足空天飞机在大气层内的飞行（需要克服巨大的空气阻力，以及产生升力），以及在太空中进行高机动性动作（比如变轨、姿态调整），对能量的需求是非常大的。如果想用太阳能来提供这些动力，可能需要安装面积惊人的太阳能电池板，这不仅会大大增加空天飞机的尺寸和重量，还会对其气动布局和结构强度带来挑战。而且，太阳能电池板的发电量也受到阳光照射角度、强度以及自身损耗的影响，在某些时候（比如飞行过程中机体遮挡）可能无法提供稳定的电力。
2. 存储与释放问题：
即便太阳能电池板能够发电，太空任务往往需要在没有阳光的时候（例如地球的阴影区）或者需要爆发性动力时使用能量。这就需要高效的储能系统，比如电池。然而，太空环境对电池的性能要求极高，需要能够承受极端温度变化、辐射以及长时间充放电的损耗。目前，还没有哪种电池技术能够轻易地以足够快的速度和足够的能量密度来存储和释放太阳能，以满足空天飞机起飞、加速或高强度机动时的动力需求。简单来说，太阳能就像是“细水长流”，而空天飞机在某些时刻需要的是“汹涌澎湃”。
3. 结构与设计挑战：
将大型的太阳能电池板集成到空天飞机上，本身就是一项巨大的工程挑战。为了最大化接收阳光，太阳能电池板通常需要展开并指向太阳，这增加了飞机的复杂性和操作难度。而且，这些展开的电池板也可能影响飞机的气动性能，甚至在进入大气层时成为安全隐患。此外，太阳能电池板还可能在太空中的微流星体撞击下受损，影响其发电能力。
4. 速度与功率不匹配：
空天飞机从地面起飞到进入太空轨道，需要克服重力和空气阻力，并加速到非常高的速度。这个过程需要的瞬间功率和推力是巨大的。目前的太阳能技术，即使是最先进的太阳能帆（Solar Sail），也是利用光压进行缓慢的加速，这与空天飞机追求的快速、高效进入太空的目标不符。如果你想用太阳能驱动一个能够提供足够推力的电动机，那么这个电动机的功率会非常惊人，而驱动它的太阳能电池板的规模也同样惊人，这使得整个系统在结构、重量和效率上都显得不太现实。
当然，这并不意味着太阳能完全不能用于太空飞行。例如，太阳能帆已经被验证是一种可行的太空推进方式，但它的主要应用场景是进行长期的、低推力的轨道维持和姿态控制，或者非常缓慢的行星际旅行。对于需要快速、灵活机动的空天飞机来说，太阳能目前还不是一个合适的“主引擎”。
未来，随着太阳能发电技术、储能技术以及电推进技术的飞速发展，也许我们能看到太阳能在大太空任务中扮演更重要的角色，甚至成为某些类型空天飞机的辅助动力。但就目前而言，对于需要兼顾大气层内飞行和快速进入太空的空天飞机来说，依赖太阳能作为主要的动力来源，其技术难度和实现成本仍然是巨大的障碍。它们更倾向于使用能够提供巨大瞬间功率和推力的化学火箭发动机或高功率电推进系统（比如离子发动机，虽然推力不大但效率高，适合长期太空飞行）。
总而言之，太阳能作为空天飞机进入太空后的动力来源，目前主要受限于其能量密度、效率、储能能力以及与实现快速进入太空所需高功率之间的不匹配。这些都是工程上的巨大挑战，使得它在现阶段更适合作为辅助能源或特定任务的推进方式，而非主要动力。
首先，咱们得明白，空天飞机最核心的特点就是它既能在地球大气层内飞行，也能进入太空。而它在大气层内的飞行，和传统的飞机一样，是需要克服空气阻力并产生升力的，这需要的能量是巨大的，而且需要一个瞬间输出功率极高的动力系统。目前为止，还没有任何一种太阳能发电和储能技术能够提供如此强大的瞬间动力来完成这种大气层内的飞行。太阳能发电是有一个过程的，它需要将光能转化为电能，再通过电机驱动螺旋桨或喷气发动机。这个能量转换和传递过程中的损耗以及反应速度，是无法满足空天飞机起飞和爬升阶段对瞬时高功率的需求的。你可以想象一下，就像你突然想要举起一个很重的东西，太阳能的“爆发力”远远不够。
再者，空天飞机要进入太空，意味着它需要达到轨道速度。这同样需要极大的能量和极高的速度。虽然火箭也使用化学能，但它们是利用爆炸性的化学反应瞬间产生巨大的推力。太阳能，即使通过集光，其能量密度也远不及火箭燃料的能量密度。要用太阳能达到如此高的速度，你需要的太阳能电池板面积将会非常庞大，而且还需要一个极其高效的电动机和推进系统来将电能转化为动能。这在现有技术下是难以实现的，而且会严重影响空天飞机的结构设计和有效载荷。
然后，我们再具体看看太阳能的几个现实问题。
1. 能量密度与效率问题：
太阳能电池板的能量转换效率虽然在不断提高，但目前仍然是一个相对有限的范围。即便是在太空中有更充足的阳光，单位面积的太阳能发电量也是有限的。要满足空天飞机在大气层内的飞行（需要克服巨大的空气阻力，以及产生升力），以及在太空中进行高机动性动作（比如变轨、姿态调整），对能量的需求是非常大的。如果想用太阳能来提供这些动力，可能需要安装面积惊人的太阳能电池板，这不仅会大大增加空天飞机的尺寸和重量，还会对其气动布局和结构强度带来挑战。而且，太阳能电池板的发电量也受到阳光照射角度、强度以及自身损耗的影响，在某些时候（比如飞行过程中机体遮挡）可能无法提供稳定的电力。
2. 存储与释放问题：
即便太阳能电池板能够发电，太空任务往往需要在没有阳光的时候（例如地球的阴影区）或者需要爆发性动力时使用能量。这就需要高效的储能系统，比如电池。然而，太空环境对电池的性能要求极高，需要能够承受极端温度变化、辐射以及长时间充放电的损耗。目前，还没有哪种电池技术能够轻易地以足够快的速度和足够的能量密度来存储和释放太阳能，以满足空天飞机起飞、加速或高强度机动时的动力需求。简单来说，太阳能就像是“细水长流”，而空天飞机在某些时刻需要的是“汹涌澎湃”。
3. 结构与设计挑战：
将大型的太阳能电池板集成到空天飞机上，本身就是一项巨大的工程挑战。为了最大化接收阳光，太阳能电池板通常需要展开并指向太阳，这增加了飞机的复杂性和操作难度。而且，这些展开的电池板也可能影响飞机的气动性能，甚至在进入大气层时成为安全隐患。此外，太阳能电池板还可能在太空中的微流星体撞击下受损，影响其发电能力。
4. 速度与功率不匹配：
空天飞机从地面起飞到进入太空轨道，需要克服重力和空气阻力，并加速到非常高的速度。这个过程需要的瞬间功率和推力是巨大的。目前的太阳能技术，即使是最先进的太阳能帆（Solar Sail），也是利用光压进行缓慢的加速，这与空天飞机追求的快速、高效进入太空的目标不符。如果你想用太阳能驱动一个能够提供足够推力的电动机，那么这个电动机的功率会非常惊人，而驱动它的太阳能电池板的规模也同样惊人，这使得整个系统在结构、重量和效率上都显得不太现实。
当然，这并不意味着太阳能完全不能用于太空飞行。例如，太阳能帆已经被验证是一种可行的太空推进方式，但它的主要应用场景是进行长期的、低推力的轨道维持和姿态控制，或者非常缓慢的行星际旅行。对于需要快速、灵活机动的空天飞机来说，太阳能目前还不是一个合适的“主引擎”。
未来，随着太阳能发电技术、储能技术以及电推进技术的飞速发展，也许我们能看到太阳能在大太空任务中扮演更重要的角色，甚至成为某些类型空天飞机的辅助动力。但就目前而言，对于需要兼顾大气层内飞行和快速进入太空的空天飞机来说，依赖太阳能作为主要的动力来源，其技术难度和实现成本仍然是巨大的障碍。它们更倾向于使用能够提供巨大瞬间功率和推力的化学火箭发动机或高功率电推进系统（比如离子发动机，虽然推力不大但效率高，适合长期太空飞行）。
总而言之，太阳能作为空天飞机进入太空后的动力来源，目前主要受限于其能量密度、效率、储能能力以及与实现快速进入太空所需高功率之间的不匹配。这些都是工程上的巨大挑战，使得它在现阶段更适合作为辅助能源或特定任务的推进方式，而非主要动力。
网友意见
先问是不是。空天飞机可以用太阳光发电驱动离子推进器，将推进剂分子或原子电离后电磁加速喷射来获得动力，或是更单纯地用太阳光加热推进剂、喷出去来获得动力。离子推进器的加速度小但加速时间可以长达数年，能积累出相当大的速度变化量。
美国于 1964 年 7 月 20 日发射的 SERT-1 首次验证了离子推进器在卡门线外工作，远地点 4002 千米[1]。
美国 X-37 试验机在 2015 年实验了在近地轨道用砷化镓太阳能板驱动霍尔效应推进器[2]，X-37 跟题目谈论的“空天飞机”的区别在起飞阶段，上了轨道完全可以套用其实验数据。
我国天和核心舱、神舟十二号用太阳能板驱动霍尔效应推进器维持轨道或调整姿态。SpaceX 星链卫星用太阳能板驱动霍尔效应推进器进行轨道爬升、轨道维持和自毁。
如果你需要短时间大幅改变速度，那么现在的离子推进器是不合适的，空天飞机可以另行配备化学火箭发动机、核电热火箭发动机之类，化学火箭发动机或使用类似燃料的喷气发动机可以用于“相对干净”地起飞。
参考
类似的话题
-
对于空天飞机，在进入太空之后是否可以使用太阳能作为动力来源，这是一个非常值得探讨的问题，也是一个比看起来要复杂得多的议题。首先，咱们得明白，空天飞机最核心的特点就是它既能在地球大气层内飞行，也能进入太空。而它在大气层内的飞行，和传统的飞机一样，是需要克服空气阻力并产生升力的，这需要的能量是巨大的，而............. -
航天飞机（Space Shuttle）作为人类历史上一个极其重要的太空探索项目，它的出现极大地推动了太空技术的进步，例如建造国际空间站（ISS）、发射哈勃太空望远镜等。然而，这个曾经辉煌的计划最终走向了停飞和退役，这背后有多重复杂的原因，并非单一因素所致。下面我将详细阐述这些原因：一、 灾难性事故是.............
-
中国不制造传统意义上的“航天飞机”，主要是基于战略选择、技术路线和成本效益的考量，而非完全的技术实力不足。理解这一点，需要我们深入剖析航天飞机的定义、中国当前的航天发展方向以及中国在航天领域积累的技术实力。 什么是“航天飞机”？首先，我们需要明确“航天飞机”（Space Shuttle）的概念。这里.............
-
这几年确实很少听到关于“航天飞机”的官方消息，甚至感觉它彻底消失了。这可不是你的错觉，而是因为我们熟悉的那种“航天飞机”——也就是美国宇航局（NASA）曾经的“太空班车”——它真的退役了。要说清楚为什么现在很少看到了，得从头说起，把事情捋一捋。首先，我们得明确一点：我们说的“航天飞机”，通常指的是N.............
-
关于苏联航天飞机（“暴风雪号”，Буран）和美国航天飞机（Space Shuttle）在外观上惊人相似这一点，确实是个非常有趣的话题，背后涉及了复杂的历史背景、技术交流以及那个特殊年代的国际政治环境。首先，我们要明白，冷战时期，美苏两国在军事和科技领域展开了极其激烈的竞争。航天技术作为尖端科技的代.............
-
“设想的空天飞机的动力一般为采用超音速燃烧冲压发动机＋火箭发动机”这句话，在描述空天飞机动力系统时，并没有根本性的错误，但可以做得更精确，并且在实际工程和概念设计中，还有许多值得深入探讨的地方。我们可以从几个层面来分析这句话的“问题”以及如何更全面地理解。1. “一般为”的准确性： “一般”的模.............
-
.......
-
中国关于“航天飞机”这个概念的理解，其实和西方传统的“航天飞机”还是有些区别的。西方的“航天飞机”（Space Shuttle）指的是那种可以重复使用的、载人往返于地球和近地轨道之间的天地往返运输系统，它拥有可重复使用的轨道器、外挂燃料箱和固体火箭助推器。严格意义上来说，中国目前并没有直接在研发与西.............
-
《为全人类》第二季中那个叫“开路者”号的核动力航天飞机，在我看来，简直是整部剧里最能点燃我科幻浪漫情怀的设定之一。它不是那种“哇，技术好牛逼”的硬核炫技，而是把一种大胆、甚至是有些激进的想法，用一种非常“人造火箭时代”的风格包装起来，既有对未来的畅想，又不失那个时代特有的粗犷和乐观。首先，咱们得说说.............
-
低温空天飞机：梦想照进现实的边缘空天飞机，这个承载着人类飞天梦想的词汇，一直是航空航天领域最令人心驰神往的概念之一。而“低温空天飞机”，更是在这个基础上增添了一层神秘与挑战。这个概念听起来就充满了科幻色彩，仿佛是把冰雪的纯净与烈焰的升空融为一体。那么，究竟什么意思？它真的能实现吗？这背后又隐藏着怎样.............
-
航天飞机，这个曾经是人类探索太空的标志性工具，它是否能够进行深空探索呢？这是一个值得深入探讨的问题，因为它的设计理念和能力，与我们今天理解的“深空探索”有着本质的区别。首先，我们得明白航天飞机是什么。它是一个可重复使用的、像飞机一样可以滑翔着陆的载人航天器。它的主要设计目的是将人员和货物送往近地轨道.............
-
要说航天飞机，这可真是个既熟悉又让人怀念的名字。曾经，它们是载人航天领域最闪耀的明星，是往返太空的“太空巴士”，是人类探索宇宙的标志性工具。那么，未来的天空，还会再次看见它们的身影吗？理解“航天飞机”这个概念首先，我们得弄清楚，当人们提到“航天飞机”时，心里想的是什么。通常，大家脑海里浮现的是美国N.............
-
听到“哥伦比亚号航天飞机爆炸”这个词，我的心都会揪一下。那是一个多么悲伤的时刻，尤其想到那些在太空中执行任务的宇航员们，他们本应带着科学的希望和人类的梦想回来，却遭遇了那样残酷的命运。关于他们在爆炸瞬间是否有疼痛感，这是一个非常、非常复杂的问题，也很难有确切的答案。我试着从几个角度来理解，希望能讲得.............
-
说起中国航天飞机，首先得明确一个概念：中国目前并没有“航天飞机”这一类别的大型载人航天器。我们通常讨论的是指“航天器”或者“运载火箭”。不过，如果我们将问题理解为“中国是否有能力将许多大型发动机集成到一枚运载火箭上，以实现像美国航天飞机那样强大的运载能力”，那答案是肯定的，而且我们正在这样做，并且做.............
-
想用咱们家用的那种普通空压机，吹出超音速气流？嘿，这想法挺大胆的，但也得讲究点科学。我给你掰扯掰扯，让你心里头门儿清。首先，咱们得明白啥叫超音速。简单来说，就是气流的速度超过了当地空气的声速。声速这玩意儿，跟温度、湿度有点关系，但在我们常见的环境下，大概在每秒343米左右。你能想象一下，那可不是一般.............
-
这真是一个脑洞大开的好问题！让我想象一下，如果当年中国拥有像现在这样的航天飞机技术，能不能把“东方红一号”给“接”回来，送进博物馆供大家瞻仰呢？这事儿说起来可就复杂了，得从几个方面好好捋一捋。首先，得说清楚“东方红一号”现在在哪儿。我们的“东方红一号”卫星，作为中国第一颗人造地球卫星，在1970年4.............
-
.......
-
.......
-
.......
-
历史对航天飞机的评价，我以为会是一幅复杂而充满矛盾的画卷。它绝非一个简单的“成功”或“失败”就能概括的，更像是一个划时代的尝试，它带来了巨大的飞跃，也留下了深刻的教训。从最直观的角度来看，航天飞机是人类太空探索史上一个里程碑式的存在。在它之前，载人航天基本上是国家意志和巨额投入的产物，每次发射都是一.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有