宇宙機の推進方法

宇宙機の推進方法（うちゅうきのすいしんほうほう）では宇宙機を加速させる方法を扱う。多数の異なる手段があり、それぞれに長所と短所がある。エンジンに関してはロケットエンジンを参照。

最近の宇宙機はすべて化学ロケットで打ち上げられる。大半の人工衛星は単純な化学ロケットによる反動で軌道に投入される。宇宙空間においては電気推進のイオンエンジンも使用され、主に人工衛星の軌道制御や宇宙探査機の航行に用いられる。

エネルギーの使用

反動で加速する為に、推進剤に運動量を与えるエネルギーが必要である。化学ロケットでは燃焼の過程で熱、圧力、分子の再結合、解離などにエネルギーが分散され、推進剤を加速させる有効分は小さくなる。高効率を誇る電気推進においても、推進剤全てがプラズマとなるわけではないため、やはりエネルギーのロスが存在する。故に効率が100%というエンジンは現状存在しない。

推進方法

推進方法は反動質量によって決まる。

ロケットエンジン

大半のロケットエンジンは内燃式である。ノズルによって推進効率が変化する。

イオン推進ロケットはプラズマ或いは帯電した気体を電磁気作用によって加速する事により、反動で推進力を得る。比推力は高いが、大推力を得る事が出来ないので軌道上で進路修正程度に使用される。

ロケットエンジンを参照すれば多種類のロケットエンジンとそれらの特徴がわかる。

電磁気による加速

電磁気による推進方法:
 イオン推進器 (加速されたイオンに電子線を照射してイオンを中和する)
静電荷電粒子推進器
電界放射式電子推進 (FEEP)
ホール効果推進器（ホールスラスタ）
コロイド推進器
  (イオンと電子が同時に加速されるために中和器を必要としない)
MPDアークジェット
二層ヘリコンプラズマ推進器

パルス誘導推進器 (PIT)
比推力可変型プラズマ推進器 (VASIMR)
 マスドライバー (推進用)

反動質量を持たない宇宙機のシステム

従来の方法では反動を得るため、何らかの質量を機内に蓄えていたが太陽光の放射圧により推進する太陽帆などもある。省エネという長所があるが、太陽（恒星）から近い距離しか動力を得られず、出せる速度に限界があるうえ、機体の質量を軽くする必要もある。
 太陽帆（ソーラーセイル）
 磁気帆（マグネティックセイル）
 テザー推進
エレクトロダイナミック・テザー (EDT)
モーメンタム・テザー
マグネティック・テザー
 宇宙塵推進

打ち上げの原理

軌道エレベータ
Orbital airship
スペースファウンテン
超音速スカイフック
マスドライバー (電磁式カタパルト、レールガン、コイルガン)
 (Project HARP, Ram accelerator、多薬室砲)
レーザー推進 (ライトクラフト)

空気取り入れ型エンジンによる軌道投入

 ATREX - 予冷却器を備えた軽量の水素を燃料とするターボジェットエンジン
 液体空気サイクルエンジン - 吸い込んだ空気を燃焼する前に燃料の液体水素で液化するロケットエンジン。
 スクラムジェットエンジン - 極超音速で燃焼するジェットエンジン。

物理法則

 アルクビエレ・ドライブ
 ワームホールの利用
 反重力の利用
 無反動推進の利用
 :en:Heim theory に基づく方式 - Guidelines for a Space Propulsion Device Based on Heim's Quantum Theory（）で提案された。
 その他、英語版記事 :en:Breakthrough Propulsion Physics Program 内にある方法

各推進方法の仕様一覧
以下に一般的に使用される推進方法の比較の為に示す。

脚注

関連項目
 惑星間航行
 恒星間航行
 マグネティックセイル
 軌道マヌーバ
 軌道力学
 ロケット
 ロケットエンジンノズル
 人工衛星
 太陽帆
 原子力推進
 比推力
 ツィオルコフスキーの公式
 超光速航法

外部リンク
 NASA Beginner's Guide to Propulsion
 NASA Breakthrough Propulsion Physics project
 Rocket Propulsion
 Journal of Advanced Theoretical Propulsion
 Different Rockets
 Earth-to-Orbit Transportation Bibliography
 Spaceflight Propulsion - a detailed survey by Greg Goebel, in the public domain
 Rocket motors on howstuffworks.com
 Johns Hopkins University, Chemical Propulsion Information Analysis Center

ロケットエンジン
すいしんほうほう