Перегляд вихідного коду сторінки Рушійна установка космічного апарата

[[Файл:Shuttle_Main_Engine_Test_Firing.jpg|міні|Маршовий двигун [[Транспортна система|транспортної системи]] «<nowiki/>[[Спейс Шаттл]]<nowiki/>» під час вогневих випробувань у «<nowiki/>[[Космічний центр імені Джона Стенніса|Космічному центрі імені Джона Стенниса]]<nowiki/>»]]
'''[[Двигун|Рушійна установка]] космічного апарата'''&nbsp;— система [[Космічний апарат|космічного апарата]], що забезпечує його [[прискорення]]. Перетворює різні види енергії на механічну, водночас можуть відрізнятися як джерела енергії, так і способи перетворення; кожен спосіб має переваги і недоліки, тож їх дослідження та пошук нових варіантів тривають донині.

Найпоширеніший тип рухової установки космічного апарата&nbsp;— [[Ракетний двигун|хімічний ракетний двигун]], у якому розжарений газ із високою швидкістю викидається із [[Сопло Лаваля|сопла Лаваля]]. Водночас, поширення набули реактивні установки без спалювання палива, зокрема [[Електричний ракетний двигун|електроракетні двигуни]] та інші. Перспективними двигунами є установки на основі [[Сонячне вітрило|сонячного вітрила]].

== Призначення ==
Після виведення космічного апарата в [[Космічний простір|космос]] його положення в просторі потребує коригування (уточнення). На початковому етапі це може бути пов'язано з необхідністю переведення апарата на задану орбіту або траєкторію, а також із забезпеченням найбільшої освітленості [[Сонячна панель|сонячних батарей]], спрямованості антен і систем спостереження. Надалі можуть проводитися орбітальні маневри<ref>{{Cite web|last=Olsen|first=Carrie|date=1995-09-21|url=http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/rocket_sci/satellites/hohmann.html|title=Hohmann Transfer & Plane Changes|publisher=NASA|accessdate=2007-07-30|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070715042552/http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/rocket_sci/satellites/hohmann.html|archivedate=2007-07-15|дата-архіву=2007-07-15|url-архіву=https://web.archive.org/web/20070715042552/http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/rocket_sci/satellites/hohmann.html|статус-url=видозмінений}}</ref>, пов'язані як із використанням апарата за призначенням, так і викликані технічною потребою, наприклад, у разі ухилення від інших об'єктів<ref>{{Цитата:Новини|last=Hess, M.; Martin, K. K.; Rachul, L. J.|title=Thrusters Precisely Guide EO-1 Satellite in Space First|publisher=NASA|date=2002-02-07|url=http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2002/02-020.htm|accessdate=2007-07-30|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071206154134/http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2002/02-020.htm|archivedate=2007-12-06|дата-архіву=2007-12-06|url-архіву=https://web.archive.org/web/20071206154134/http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2002/02-020.htm|статус-url=видозмінений}}</ref>. Низькоорбітальні системи, крім того, схильні до гальмування атмосферою, тому підтримання їх орбіти протягом довгого часу вимагає наявності в апарата рухової установки<ref>{{Cite web|last=Phillips|first=Tony|date=2000-05-30|url=http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast30may_1m.htm|title=Solar S'Mores|publisher=NASA|accessdate=2007-07-30|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqlcAci?url=http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast30may_1m/|archivedate=2012-07-04|дата-архіву=2012-07-20|url-архіву=https://web.archive.org/web/20120720140325/http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast30may_1m/|статус-url=видозмінений}}</ref>. Після вичерпання можливостей маневру, період активного життя апарату вважається завершеним.

Завданням рушійної установки міжпланетних апаратів може бути розгін до [[Друга космічна швидкість|другої космічної швидкості]] (іноді для цього використовується останній ступінь [[Ракета-носій|ракети-носія]]). Коригують траєкторію зазвичай серією коротких запусків двигуна, між якими апарат перебуває у вільному польоті. Найдієвішим способом переміщення космічного апарата з однієї колової орбіти на іншу є еліптична [[перехідна орбіта]], дотична до обох колових. Для її досягнення, на початковій ділянці використовується серія прискорень, а на кінцевій&nbsp;— серія гальмувань, решту часу апарат рухається за інерцією<ref>{{Цитата:Новини|first=Dave|last=Doody|title=Chapter 4. Interplanetary Trajectories|work=Basics of Space Flight|publisher=NASA JPL|date=2002-02-07|url=http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf4-1.html|accessdate=2007-07-30|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070717143018/http://www2.jpl.nasa.gov/basics/bsf4-1.html|archivedate=2007-07-17}}</ref>. Іноді для гальмування використовують особливі методи&nbsp;— наприклад, за рахунок аеродинамічного опору атмосфери планети.
[[Файл:Ssunsail.jpg|праворуч|міні|231x231пкс|Малюнок [[Сонячне вітрило|сонячного вітрила]]]]
Деякі типи рушійних установок, наприклад, [[Електричний ракетний двигун|електроракетні двигуни]] або [[сонячне вітрило]]<ref>{{Cite web|last=Anonymous|year=2007|url=http://www.planetary.org/programs/projects/innovative_technologies/solar_sailing/facts.html|title=Basic Facts on Cosmos 1 and Solar Sailing|publisher=The Planetary Society|accessdate=2007-07-26|deadlink=видозмінений|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060208114045/http://www.planetary.org/programs/projects/innovative_technologies/solar_sailing/facts.html|archivedate=2006-02-08|дата-архіву=2007-07-03|url-архіву=https://web.archive.org/web/20070703052531/http://www.planetary.org/programs/projects/innovative_technologies/solar_sailing/facts.html}}</ref>, забезпечують незначний приріст швидкості за тривалої дії. В цьому випадку траєкторія міжпланетного апарата буде іншою: стале прискорення в першій частині шляху і стале гальмування в другій. Сонячне вітрило як [[рушій]] успішно випробувано на японському апараті «<nowiki/>[[IKAROS]]<nowiki/>»<ref name="http://www.jaxa.jp/press/2010/07/20100709_ikaros_j.html">{{Cite press release|work=JAXA website press release|publisher=Japan Aerospace Exploration Agency|date=9 липня 2010|url=http://www.jaxa.jp/press/2010/07/20100709_ikaros_j.html|accessdate=2010-07-10|title=Архівована копія|archive-date=17 червня 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20110617080240/http://www.jaxa.jp/press/2010/07/20100709_ikaros_j.html}}</ref>.

Для міжзоряних перельотів також потрібні придатні рухові установки. Нині (2020-і) таких пристроїв не існує, але ведеться обговорення можливих варіантів. Відстань до найближчих від Сонця зірок надзвичайно велика, і досягнення мети за прийнятний час вимагає високої швидкості польоту. Розгін і гальмування міжзоряного корабля є непростим завданням для конструкторів<ref>{{Cite web|last=Rahls|first=Chuck|date=2005-12-07|url=http://www.physorg.com/news8817.html|title=Interstellar Spaceflight: Is It Possible?|publisher=Physorg.com|accessdate=2007-07-31|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqmCoDo?url=http://phys.org/news8817.html|archivedate=2012-07-04}}</ref>.

== Ефективність ==
Основне завдання рушійної установки&nbsp;— змінювати швидкість космічного апарату. Оскільки необхідна для цього енергія залежить від маси апарату, конструктори використовують поняття [[Імпульс (механіка)|імпульсу]], що дорівнює добутку маси на швидкість<ref>{{Cite web|last=Zobel|first=Edward A.|year=2006|url=http://id.mind.net/~zona/mstm/physics/mechanics/momentum/introductoryProblems/momentumSummary2.html|title=Summary of Introductory Momentum Equations|publisher=Zona Land|accessdate=2007-08-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqmpdS7?url=http://zonalandeducation.com/mstm/physics/mechanics/momentum/introductoryProblems/momentumSummary2.html|archivedate=2012-07-04}}</ref>. Таким чином, рухова установка змінює імпульс космічного апарата.

Для апаратів, рушійна установка яких працює на ділянці виведення (як, наприклад, у [[Транспортна система|транспортної системи]] «<nowiki/>[[Спейс Шаттл|Спейс шаттл]]<nowiki/>»), вибраний спосіб прискорення має забезпечити подолання земного тяжіння&nbsp;— надати апарату [[Перша космічна швидкість|першої космічної швидкості]]<ref name="beginners_guide">{{Cite web|last=Benson|first=Tom|url=http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/guided.htm|title=Guided Tours: Beginner's Guide to Rockets|publisher=NASA|accessdate=2007-08-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqnP0xx?url=http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/guided.htm|archivedate=2012-07-04|дата-архіву=2013-08-14|url-архіву=https://web.archive.org/web/20130814022045/http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/guided.htm|статус-url=видозмінений}}</ref>, яка для Землі становить близько 7,9 км/с. Під час руху навколо планети вплив рухової установки призводить до змінення орбіти апарату.

Досягнення заданої швидкості можна забезпечити тимчасовими увімкнення рухової установки за великих прискорень, або тривалими періодами увімкнення з малими прискореннями. Здебільшого другий метод малопридатний для виведення апарата в космос, оскільки потребує непомірних витрат енергії на подолання планетарної гравітації. Однак тіло, виведене в космос, на початковому етапі траєкторії може, подібно до літака, використовувати [[Підіймальна сила|підіймальну силу]] крила, поки не досягне менш щільних шарів атмосфери.

Для людини звичний вплив гравітації, яка відзначається прискоренням вільного падіння близько {{Число|9.8|м/с<sup>2</sup>}}, або {{Число|1|g}}. Для пілотованого апарата зразковою рушійною установкою була б система, що забезпечує стале прискорення, яке дорівнює цій величині, що усунуло б неприємні явища в екіпажу: нудоту, ослаблення м'язів, вимивання кальцію з кісткової тканини, втрату відчуття смаку. Однак забезпечити таке прискорення важко: під час виведення це призвело б до непомірної витрати [[Ракетне паливо|пального]], а в космосі не відповідало б основним завданням апарату або призводило б до дуже тривалого часу польоту.

[[Закон збереження імпульсу]] встановлює, що під час зміни імпульсу космічного апарата має змінюватися імпульс чогось ще, щоб загальний імпульс системи залишався сталим. Для рухових установок, які використовують енергію магнітних полів або тиску світла, цієї проблеми не існує, але більшість космічних апаратів змушені мати на борту запас [[Робоче тіло|робочого тіла]], за рахунок відкидання якого можна змінювати імпульс самого апарата. Рушійні установки, що працюють на цьому принципі, називаються [[Реактивний рух|реактивними]].

Для прискорення робочого тіла потрібна енергія, яку можна отримати з різних джерел. У [[Твердопаливний ракетний двигун|твердопаливних]], [[Рідинний ракетний двигун|рідинних]] і [[Гібридний ракетний двигун|гібридних]] ракетних двигунах енергія виділяється під час хімічної реакції компонентів, а робочим тілом є утворений у результаті газ, що під високим тиском витікає із сопла. В [[Іонний двигун|іонному двигуні]] для розгону частинок робочого тіла використовується електрична енергія, отримана від [[Сонячна панель|сонячних батарей]], [[Ядерна силова установка|ядерної силової установки]] або з інших джерел<ref name="beginners_guide"/>.

Для оцінення ефективності реактивних рухових установок використовують поняття [[Питомий імпульс|питомого імпульсу]], рівного відношенню створюваного імпульсу до витрати робочого тіла. В [[Міжнародна система одиниць (SI)|системі SI]] питомий імпульс має розмірність «метр на секунду», але на практиці частіше використовується розмірність системи [[МКГСС]]&nbsp;— «секунда».

Більший питомий імпульс відповідає більшій швидкості витікання робочого тіла, однак енергія, необхідна для прискорення робочого тіла, пропорційна квадрату швидкості, тому зі збільшенням питомого імпульсу падає енергетична ефективність рухової установки. Це є недоліком двигунів великої потужності, внаслідок чого більшість двигунів із високим питомим імпульсом мають малу тягу, як, наприклад електроракетні двигуни.

== Типи рушійних установок ==
Рушійні установки поділяються на кілька типів, залежно від фізичних принципів, що лежать у їх основі.

=== Реактивні двигуни ===
Реактивна рушійна установка змінює швидкість космічного апарата завдяки відкиданню робочого тіла. При цьому рух апарата підпорядковується [[Закон збереження імпульсу|закону збереження імпульсу]] і наслідкам із нього.

Прикладами реактивних двигунів є ракетні двигуни, зокрема електричні, двигуни з використанням стисненого газу, а також екзотичні варіанти на основі [[Електромагнітний ракетний прискорювач|електромагнітних прискорювачів]]. На ділянці виведення космічні апарати можуть використовувати реактивні двигуни, що працюють на атмосферному кисні.

==== Хімічний ракетний двигун ====
[[Файл:SpaceX_engine_test_fire.jpg|праворуч|міні|Випробування двигуна «Кестрел» компанії «<nowiki/>[[SpaceX]]<nowiki/>»]]
Більшість ракетних двигунів є [[Двигун внутрішнього згоряння|двигунами внутрішнього згоряння]]. Робочим тілом у них є гарячий газ, який утворюється під час реакції пального з окислювачем у камері згоряння. В деяких випадках як паливо використовують один або більше двох компонентів. Продукти хімічної реакції з камери згоряння потрапляють у сопло Лаваля, що забезпечує якнайбільше перетворення теплової енергії на [[Кінетична енергія|кінетичну]]. Швидкість газу на виході зазвичай в 10 разів перевищує [[швидкість звуку]] на рівні моря.

Хімічні ракетні двигуни є найпотужнішими серед усіх видів двигунів космічних апаратів. Їх використовують зокрема для виведення апаратів у космос.

Проєкт іонного ракетного двигуна передбачає розігрівання плазми або йонізованого газу всередині «{{Не перекладено|Магнітна пляшка|магнітної пляшки|en|Magnetic mirror#Magnetic bottles}}<nowiki/>» та випускання його крізь «<nowiki/>[[магнітне сопло]]<nowiki/>». При цьому плазма не стикається з частинами апарату. Створення подібного двигуна являє собою надзвичайно складне завдання, але його принципи вже використовуються в [[Ядерна фізика|ядерній фізиці]] або випробовуються в лабораторних умовах.

==== Електричний ракетний двигун ====
[[Файл:Ion_Engine_Test_Firing_-_GPN-2000-000482.jpg|праворуч|міні|250x250пкс|Випробування йонного двигуна]]
Крім розгону робочого тіла завдяки газодинамічним силам, можна використати прямий вплив на його частинки. Для цього використовують електромагнітні сили, а як робоче тіло обирають, здебільшого, газ. За допомогою електричної енергії газ спочатку йонізується, а потім розганяється електричним полем і з високою швидкістю викидається з двигуна.

Можливість створення такого двигуна в 1906 році вперше згадав [[Роберт Ґоддард]] у власній записній книжці<ref name="choueiri">{{Стаття|title=A Critical History of Electric Propulsion: The First 50 Years (1906–1956)|видання=Journal of Propulsion and Power|том=20|номер=2|pages=193—203|url=http://alfven.princeton.edu/papers/choueiriJPP04aabstext.htm|doi=10.2514/1.9245|language=en|тип=journal|author=Choueiri, Edgar Y.|date=2004|accessdate=5 грудня 2020|archivedate=4 березня 2016|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160304035413/http://alfven.princeton.edu/papers/choueiriJPP04aabstext.htm}}</ref>. 1911 року подібний задум оприлюднив [[Ціолковський Костянтин Едуардович|Костянтин Ціолковський]].

Для електричних ракетних двигунів енергетична ефективність обернено пропорційна швидкості витікання робочого тіла і створюваної тяги. Через це, за сучасного розвитку енергетики рушійні установки такого типу є малопотужними, але водночас витрачають дуже мало робочого тіла.

Під час польотів на відносно близьких відстанях від [[Сонце|Сонця]] енергію для електричних ракетних двигунів можна одержувати за допомогою сонячних батарей. Для польотів у далекий космос слід застосовувати інші джерела енергії&nbsp;— наприклад, [[ядерний реактор]].

Можливості енергетичної установки є основним стримувальним чинником під час використання електричних ракетних двигунів, оскільки разом із кількістю виробленої енергії зростає й маса самої установки, що підвищує масу космічного апарату і необхідну тягу для його прискорення.

Сучасні ядерні силові установки приблизно в два рази легші від [[Сонячна панель|сонячних батарей]] тієї ж потужності під час роботи в околицях земної орбіти. Хімічні генератори не використовуються через короткий час їхньої роботи. Одним із далекоглядних способів електроживлення космічного апарата є передавання енергії у вигляді променя, але втрати на розсіювання роблять такий спосіб непридатним для далеких перельотів.

До електричних ракетних двигунів належать:

* Іонний двигун (прискорення йонів із наступною нейтралізацією потоком електронів)
** [[Іонний двигун|Електростатичний іонний двигун]]
** [[Електростатичний ракетний двигун]]
** [[Двигун на ефекті Холла]]
** {{нп|Колоїдний двигун||en|Colloid thruster}}
* Електротермічний двигун (розігрів робочого тіла електромагнітним полем до стану плазми і випуск через сопло)
** [[Електротермічний ракетний двигун|Електротермічний двигун на постійному струмі]]
** [[Мікрохвильовий електротермічний двигун]]
** [[Пульсаційний плазмовий двигун]]
** {{нп|Гелікоїдний двигун  подвійним шаром плазми||en|Helicon Double Layer Thruster}}
* Електромагнітний двигун (прискорення йонів [[Сила Лоренца|силою Лоренца]] або електромагнітним полем, у якому електричне поле не збігається за напрямком із прискоренням)
** {{нп|Магнітоплазмодинамічний двигун||en|Magnetoplasmadynamic thruster}}
** {{нп|Безелектродний плазмовий двигун||en|Electrodeless plasma thruster}}
** {{нп|Пульсаційний індуктивний двигун||en|Pulsed plasma thruster}}
** [[Електромагнітний ракетний прискорювач]]
**
**
**

'''•''' [[Електромеханічний двигун]] (створення потоку речовини, яка проходить через мікроскопічну решітку, за допомогою високочастотних механічних коливань)

В електротермічних і електромагнітних двигунах іони і електрони прискорюються одночасно, що усуває необхідність нейтралізації потоку.

=== Двигуни без робочого тіла ===
[[Файл:Solarsail_msfc.jpg|праворуч|міні|За даними [[НАСА]], космічне вітрило повинне мати розмір близько півкілометра]]
[[Закон збереження імпульсу]] встановлює, що без відкидання робочого тіла змінити положення центра мас космічного апарата неможливо. Однак у космосі діють гравітаційні сили, магнітні поля і сонячна радіація. Кілька рушійних установок ґрунтуються на їх використанні, але через розподіленість цих сил у просторі установки мають значний розмір.

Існує кілька двигунів, які не потребують робочого тіла або потребують вкрай малої його кількості. До них належать [[Космічна прив'язь|тросові системи]]<ref>{{Цитата:Новини|first=Dave|last=Drachlis|title=NASA calls on industry, academia for in-space propulsion innovations|publisher=NASA|date=2002-10-24|url=http://www.msfc.nasa.gov/news/news/releases/2002/02-269.html|accessdate=2007-07-26|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071206095134/http://www.msfc.nasa.gov/news/news/releases/2002/02-269.html|archivedate=2007-12-06|дата-архіву=2007-12-06|url-архіву=https://web.archive.org/web/20071206095134/http://www.msfc.nasa.gov/news/news/releases/2002/02-269.html|статус-url=видозмінений}}</ref>, [[Сонячне вітрило|сонячні вітрила]], які використовують тиск світла, і {{Не перекладено|Магнітне вітрило|магнітні вітрила|en|Magnetic sail}}, які відбивають [[сонячний вітер]] за допомогою магнітного поля.

Космічний апарат підкоряється закону збереження [[Момент імпульсу|моменту імпульсу]], тому замість обертання навколо центра мас у як рушійну установку можна використати частину цього апарата, що повертається в протилежний бік. При цьому не потрібно витрачати робочого тіла, однак на апарат впливають зовнішні сили, наприклад, гравітаційні або аеродинамічні<ref>{{Книга
|заголовок = Satellite orbits in an atmosphere: Theory and application
|видавництво = {{Нп3|Springer Publishing|Springer|en|Springer Publishing}}
|посилання = https://books.google.com/?id=HSffDG356TkC&lpg=PR1&dq=solar%2C%20magnetic%2C%20and%20tidal%20forces%20rotational%20energy%20satellite&pg=PA6#v=onepage&q=
|ISBN = 978-0-216-92252-5
|ref = King-Hele
|мова = en
|автор = King-Hele, Desmond
|рік = 1987
}}</ref>, тому періодично потрібне «розвантаження» основної рушійної установки іншим способом, наприклад, за рахунок реактивних двигунів. Цей принцип реалізовано в [[Гіродін|силових гіроскопах]] (гіродини)<ref>{{Стаття|title=Satellite attitude control and power tracking with energy/momentum wheels|видання={{Нп3|Journal of Guidance, Control, and Dynamics}}|том=43|номер=1|pages=23—34|issn=0731-5090|doi=10.2514/2.4705|language=en|тип=journal|author=[[Циотрас, Панайотис|Tsiotras, P.]]; Shen, H.; Hall, C. D.|date=2001}}
</ref>.

Ще одним способом використання гравітаційного поля планети є інерційний двигун. Він заснований на зміні [[Момент інерції|моменту інерції]] апарата на різних ділянках орбіти, однак для отримання відчутного ефекту розміри системи повинні бути досить великими.

Також для зміни траєкторії космічного апарата використовується [[гравітаційний маневр]]. У цьому разі для розгону або гальмування використовується гравітація небесних тіл<ref>{{Стаття|author=John J. Dykla1, Robert Cacioppo2 и Asim Gangopadhyaya1|date=2004|doi=10.1119/1.1621032|issn=|isbn=|pages=619|issue=5|том=72|publisher=|title=Gravitational slingshot|place=|тип=|видання=[[American Journal of Physics]]|автор видання=|language=en|url=|pmid=}}</ref>. За використання ракетного двигуна ефективність гравітаційного маневру можна підвищити.

=== Гіпотетичні двигуни ===
[[Файл:Wormhole_travel_as_envisioned_by_Les_Bossinas_for_NASA.jpg|праворуч|міні|Політ крізь [[Кротовина (фізика)|кротовину]] в поданні художника]]
Існує кілька гіпотетичних варіантів рухових установок космічних апаратів, заснованих на нових фізичних принципах і, можливо, не придатних для впровадження. Донині особливу цікавість викликають такі:

* [[EmDrive]]&nbsp;— намагається обійти закон збереження імпульсу
* [[Гравітаційний двигун]]
* [[Гіперпросторовий двигун]] (крізь [[Кротовина (фізика)|кротовину]])
* {{Не перекладено|диференціальне вітрило||en|Breakthrough Propulsion Physics Program#Differential sail}}
* [[Інерцоїд]]и&nbsp;— суперечать [[Закон збереження імпульсу|закону збереження імпульсу]]

== Порівняння рушійних установок ==
Нижче наведено порівняльну таблицю різних типів рушійних установок, що включає як перевірені, так і гіпотетичні варіанти.

В першій колонці вказано [[питомий імпульс]] (чисельно рівний швидкості витікання робочого тіла), або еквівалентна йому величина для нереактивних двигунів, у другій колонці&nbsp;— тяга двигуна, в третій&nbsp;— час роботи двигуна, в четвертій&nbsp;— максимальне збільшення швидкості (для одноступеневої системи), разом з тим:

* якщо приріст швидкості набагато більший від питомого імпульсу, потрібна величезна кількість палива;
* якщо приріст швидкості набагато менший від питомого імпульсу, потрібно пропорційно більшу кількість енергії, а за її відсутності&nbsp;— часу.

В п'ятій колонці зазначено рівень готовності технології:

* 1&nbsp;— відомі основні фізичні принципи;
* 2&nbsp;— сформульовано теорію;
* 3&nbsp;— теорію підтверджено дослідно;
* 4&nbsp;— компоненти випробувано в лабораторії;
* 5&nbsp;— складові випробувано у [[вакуум]]і;
* 6&nbsp;— проведено наземні випробування{{nbsp}}/ компоненти випробувано в космосі;
* 7&nbsp;— проведено випробування в космосі;
* 8&nbsp;— допущено до льотних випробувань;
* 9&nbsp;— проведено льотні випробування.

{| class="wikitable sortable"
|+ style="background-color: lightgray" |Рушійні установки
!Тип
!Еквівалентний<br/>[[Питомий імпульс|питомий <br/>імпульс]] (км/с)
![[Реактивний рух|Тяга]]<br/>([[Ньютон|Н]])
!Час<br/>роботи
!Макс.<br/>приріст<br/>швидкості<br/> (км/с)
!Рівень<br/>готовності
|-
|[[Твердопаливний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|2.5}}1—4
|{{Ntsh|100000}}10{{Sup|3}}&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Ntsh|7}}~ 7
|{{Nts|9}}
|-
|[[Гібридний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|2.85}}1,5—4,2
|{{Ntsh|1000}}<0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Ntsh|3}}> 3
|{{Nts|9}}
|-
|[[Однокомпонентний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|2}}1—3
|{{Ntsh|{{#expr:10^.5}}}}0,1&nbsp;— 100
|{{Ntsh|1}}мілісекунди/хвилини
|{{Ntsh|3}}~ 3
|{{Nts|9}}
|-
|[[Рідинний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|2.85}}1,0—4,7
|{{Ntsh|1000}}0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Ntsh|9}}~ 9
|{{Nts|9}}
|-
|[[Іонний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|112.5}}15&nbsp;— 210
|{{Ntsh|.1}}10{{Sup|−3}}&nbsp;— 10
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*365.25*12^-.5}}}}місяці/роки
|{{Ntsh|100}}> 100
|{{Nts|9}}
|-
|[[Двигун на ефекті Холла]]
|&nbsp; {{Ntsh|29}}8—50
|{{Ntsh|.1}}10{{Sup|−3}}&nbsp;— 10
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*365.25*12^-.5}}}}місяці/роки
|{{Ntsh|100}}> 100
|{{Nts|9}}
|-
|{{Не перекладено|Резисторний ракетний двигун||en|Resistojet rocket}}
|&nbsp; {{Ntsh|4}}2—6
|{{Ntsh|{{#expr:10^-.5}}}}10{{Sup|−2}}&nbsp;— 10
|хвилини
|?
|{{Nts|8}}
|-
|[[Електротермічний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|10}}4—16
|{{Ntsh|{{#expr:10^-.5}}}}10{{Sup|−2}}&nbsp;— 10
|хвилини
|?
|{{Nts|8}}<br/><br/>{{Джерело|2|2|2010}}
|-
|[[Електростатичний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|115}}100&nbsp;— 130
|{{Ntsh|{{#expr:10^-4.5}}}}10{{Sup|−6}}&nbsp;— 10{{Sup|−3}}
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*365.25*12^-.5}}}}місяці/роки
|?
|{{Nts|8}}
|-
|[[Пульсаційний плазмовий двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|20}}~ 20
|{{Ntsh|.1}}~ 0,1
|{{Ntsh|{{#expr:3600000*10^((1+ln2/ln10)/2)}}}}~2 000—10 000 год
|?
|{{Nts|7}}
|-
|[[Дворежимний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|2.85}}1—4,7
|{{Ntsh|1000}}0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|{{Ntsh|1}}мілісекунди/хвилини
|{{Ntsh|6}}~ 3&nbsp;— 9
|{{Nts|7}}
|-
|[[Сонячне вітрило]]
|&nbsp; {{Nts|300000}} (тиск світла)<br/><br/>145—750 ([[сонячний вітер]])
|{{Nts|9}} на 1 [[Астрономічна одиниця|а. о.]]<br/><br/>230 на 0,2 а. о.<br/><br/>10{{Sup|−10}} на 4 [[Світловий рік|св. роках]]<br/><br/><small>(для вітрила площею 1 км²)</small>
|необмежений
|{{Ntsh|40}}> 40
|{{Ntsh|6.667}}9, <br/><br/>6, <br/><br/>5
|-
|[[Трикомпонентний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|3.9}}2,5—5,3
|{{Ntsh|1000}}0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Ntsh|9}}~ 9
|{{Nts|6}}
|-
|[[Магнітоплазмодинамічний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|60}}20—100
|{{Nts|100}}
|тижні
|?
|{{Nts|6}}
|-
|[[Ядерний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Nts|9}}
|{{Ntsh|10000000}}10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Ntsh|20}}> ~ 20
|{{Nts|6}}
|-
|[[Електромагнітний прискорювач]]
|&nbsp; {{Ntsh|15}}0&nbsp;— ~30
|{{Ntsh|1000000}}10{{Sup|4}}&nbsp;— 10{{Sup|8}}
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31}}}}місяці
|?
|{{Nts|6}}
|-
|[[Тросова система]]
|&nbsp; &nbsp;&nbsp;— |&nbsp; {{Ntsh|1000000}}1—10{{Sup|12}}
|хвилини
|{{Ntsh|7}}~ 7
|{{Nts|7}}
|-
|[[Прямоточний повітряно-реактивний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|5.5}}5—6
|{{Ntsh|1000}}0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|{{Ntsh|{{#expr:60^.5}}}}секунди/хвилини
|{{Ntsh|7}}> 7?
|{{Nts|6}}
|-
|[[Двигун зі зрідженням атмосферного повітря]]
|&nbsp; {{Nts|4.5}}
|&nbsp; {{Ntsh|100000}}10{{Sup|3}}&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|{{Ntsh|{{#expr:60^.5}}}}секунди/хвилини
|&nbsp; ?
|{{Nts|6}}
|-
|[[Пульсаційний індуктивний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|45}}10—80
|{{Nts|20}}
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31}}}}місяці
|?
|{{Nts|5}}
|-
|[[Електромагнітний ракетний прискорювач]]
|&nbsp; {{Ntsh|155}}10—300
|{{Ntsh|620}}40&nbsp;— 1,200
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31^.5}}}}дні/місяці
|{{Ntsh|100}}> 100
|{{Nts|5}}
|-
|[[Плазмовий двигун]]
|{{Ntsh|70}}10—130
|&nbsp; {{Ntsh|{{#expr:10^-.5}}}}0,1—1
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31^.5}}}}дні/місяці
|{{Ntsh|100}}> 100
|{{Nts|5}}
|-
|[[Сонячне вітрило|Сонячний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|9.5}}7—12
|{{Ntsh|10}}1&nbsp;— 100
|тижні
|{{Ntsh|20}}> ~ 20
|{{Nts|4}}
|-
|[[Радіоізотопний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|7.5}}7—8
|{{Ntsh|1.4}}1,3&nbsp;— 1,5
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31}}}}місяці
|&nbsp; ?
|{{Nts|4}}
|-
|[[Ядерний електричний ракетний двигун]]
|змінний
|змінна
|змінний
|&nbsp; ?
|{{Nts|4}}
|-
|[[Оріон (МКА)|Проєкт «Оріон»]] (ядерний «вибухоліт»)
|&nbsp; {{Ntsh|60}}20—100
|{{Ntsh|{{#expr:10^10.5}}}}10{{Sup|9}}&nbsp;— 10{{Sup|12}}
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*7}}}}декілька днів
|{{Ntsh|45}}~ 30—60
|{{Nts|3}}<ref>{{Cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Plumbob.html#PascalB|title=Operation Plumbbob|month=July|year=2003|accessdate=2006-07-31|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqoPYgd?url=http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Plumbob.html#PascalB|archivedate=2012-07-04}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Brownlee.html|title=Learning to Contain Underground Nuclear Explosions|first=Robert R.|last=Brownlee|month=June|year=2002|accessdate=2006-07-31|archiveurl=https://www.webcitation.org/68tqpKWch?url=http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Brownlee.html|archivedate=2012-07-04}}</ref>
|-
|[[Космічний ліфт]]
|&nbsp; &nbsp;&nbsp;— |&nbsp; &nbsp;&nbsp;— |необмежений
|&nbsp; {{Ntsh|12}}> 12
|{{Nts|3}}
|-
|{{Не перекладено|SABRE (ракетний двигун)|Ракетний двигун SABRE|en|SABRE (rocket engine)}}
|&nbsp; {{Ntsh|17.25}}30/4,5
|{{Ntsh|1000}}0,1&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|хвилини
|{{Nts|9.4}}
|{{Nts|3}}
|-
|[[Магнітне вітрило]]
|&nbsp; {{Ntsh|447.5}}145—750
|{{Nts|70}}/40 [[Тонна|тонн]]<ref>{{Cite web|url=http://www.psfc.mit.edu/library1/catalog/reports/2000/05ja/05ja026/05ja026_full.pdf|title=アーカイブされたコピー|accessdate=2009-02-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090227051041/http://www.psfc.mit.edu/library1/catalog/reports/2000/05ja/05ja026/05ja026_full.pdf|archivedate=2009-02-27|дата-архіву=2009-02-27|url-архіву=https://web.archive.org/web/20090227051041/http://www.psfc.mit.edu/library1/catalog/reports/2000/05ja/05ja026/05ja026_full.pdf|статус-url=видозмінений}}</ref>
|необмежений
|&nbsp; ?
|{{Nts|3}}
|-
|{{Не перекладено|Міні-магнітосферний плазмовий двигун||en|Mini-magnetospheric plasma propulsion}}
|&nbsp; {{Nts|200}}
|&nbsp; {{Ntsh|400}}~1 Н/кВт
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*31}}}}місяці
|&nbsp; ?
|{{Nts|3}}
|-
|[[Променевий двигун|Променевий (лазерний) двигун]]
|&nbsp; змінний
|змінна
|змінний
|&nbsp; ?
|{{Nts|3}}
|-
|[[Пускова петля]]/[[Орбітальне кільце|космічний міст]]
|&nbsp; &nbsp;&nbsp;— |&nbsp; {{Ntsh|10000}}~10{{Sup|4}}
|хвилини
|{{Ntsh|20.5}}≫ 11&nbsp;— 30
|{{Nts|2}}
|-
|[[Дедал (проєкт)|Проєкт «Дедал»]]
|&nbsp; {{Ntsh|510}}20—1000
|{{Ntsh|{{#expr:10^10.5}}}}10{{Sup|9}}&nbsp;— 10{{Sup|12}}
|роки
|{{Ntsh|15000}}~ 15 000
|{{Nts|2}}
|-
|[[Газофазовий ядерний реактивний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|15}}10—20
|{{Ntsh|{{#expr:10^4.5}}}}10{{Sup|3}}&nbsp;— 10{{Sup|6}}
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Ядерний ракетний двигун на гомогенному розчині солей ядерного палива]]
|&nbsp; {{Nts|100}}
|&nbsp; {{Ntsh|100000}}10{{Sup|3}}&nbsp;— 10{{Sup|7}}
|пів години
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Вітрило на частинках ядерного розпаду]]
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Ракетний двигун на частинках ядерного розпада]]
|&nbsp; {{Nts|15000}}
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Фотонний двигун]]
|&nbsp; {{Nts|300000}}
|&nbsp; {{Ntsh|{{#expr:10^-2.5}}}}10{{Sup|−5}}&nbsp;— 1
|роки/десятиліття
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Термоядерний ракетний двигун]]
|&nbsp; {{Ntsh|550}}100—1000
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Каталітичний ядерний імпульсний ракетний двигун на антиматерії]]
|&nbsp; {{Ntsh|2100}}200—4000
|&nbsp; ?
|{{Ntsh|{{#expr:3600*24*7^.5}}}}дні/тижні
|?
|{{Nts|2}}
|-
|[[Міжзоряний прямотічний двигун Бассарда]]
|&nbsp; {{Ntsh|10001.1}}2,2—20 000
|&nbsp; ?
|необмежений
|{{Ntsh|30000}}~30 000
|{{Nts|2}}
|-
|[[Бульбашка Алькуб'єрре|Двигун Алькуб'єрре]]
|&nbsp; [[Надсвітловий рух|> 300 000]]
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|необмежений
|{{Nts|2}}
|-
|[[Двигун викривлення|Варп-двигун]]
|&nbsp; [[Надсвітловий рух|> 300 000]]
|&nbsp; ?
|&nbsp; ?
|необмежений
|{{Nts|1}}
|- class="sortbottom"
!Тип
!Еквівалентний<br/>[[Питомий імпульс|питомий<br/>імпульс]] (км/с)
![[Реактивний рух|Тяга]]<br/>(Н)
!Час<br/>роботи
!Макс.<br/>приріст<br/>швидкості<br/>(км/с)
!Рівень<br/>готовності
|}

== Див. також ==

* [[Ракетний двигун]]
* [[Ракетне паливо]]
* [[Пілотований космічний політ]]

== Примітки ==
{{Reflist}}

== Посилання ==
* [https://vz.ru/society/2020/5/14/1039343.html Россия готовит принципиально новые двигатели для космических кораблей] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201031143431/https://vz.ru/society/2020/5/14/1039343.html |date=31 жовтня 2020 }} // Взгляд, 14 мая 2020 {{Ref-ru}}
* ''Marc G Millis''. [https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060000022.pdf ''Assessing potential propulsion breakthroughs''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201112194857/https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060000022.pdf |date=12 листопада 2020 }} / «Оцінка гіпотетичних двигунів» [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16510425/ Abstract] // (NTRS&nbsp;— [[НАСА|NASA]], 2005) {{Ref-en}}
{{Портали|Транспорт}}
[[Категорія:Двигуни]]
[[Категорія:Космічні апарати]]
[[Категорія:Космонавтика]]