什么是激光推进技术

激光推进技术是一种基于强激光与物质相互作用原理的有望实现飞行器近地轨道发射的新型推进技术。与传统的化学推进相比，激光推进的载荷比更高、推进参数的调节范围更大，并且可以超越每一级化学燃料火箭的速度上限。
    在不远的将来，激光推进技术有希望在空间垃圾清除、飞行器姿态调整、飞行器轨道机动以及近地轨道发射乃至深空飞行任务中发挥重要的作用。早在1953 年，德国空间技术的先驱e. saenger 就预言了使用光辐射进行空间推进的可能性。
    1969 年，美国空军火箭推进实验室(afrpl)的r. l. geisler 提出了利用激光辅助火箭推进的概念，相关研究成果于1972 年6 月发表。几乎与此同时，美国avco everett实验室的a. kantrowitz 在astronautics& aeronautics杂志上发表了名为“propulsion to orbit by ground-based lasers” 的论文。他认为，利用地基激光器发出的激光束轰击化学惰性推进剂能够提供一种可以克服化学推进系统低比冲限制的新型推进方式。在激光推进概念提出后不久，a. n. pirri 等人进行了第一个激光推进实验。从公开发表的文献来看，美国20 世纪70 年代所进行的激光推进的研究大多是在avco everett 实验室和由该实验室的科学家参与建立的physical sciences 公司(psi)中进行的， 工作主要集中在激光推进器的设计和可行性验证方面。1974年，a. n. pirri 等人为连续波激光推进设计了一个简单的喷嘴模型，并用脉宽100μs、波长10.6μm、峰值功率兆瓦量级的脉冲co2激光模拟连续激光， 推动该喷嘴模型， 在真空中测得了10~100 dyne/w 的冲量耦合系数(1 dyne=10-5 n)；同时，他们也为脉冲激光推进设计了一个使用空气作为推进剂的推进器模型，测得了25 dyne/w 的冲量耦合系数。
    20 世纪60 年代初期， 俄罗斯研究人员对激光辐照导致材料蒸发产生的压力进行了研究，并于20 世纪60 年代中期开展了激光击穿和加热气体的理论研究[9]。20 世纪70 年代，在俄罗斯科学院院士a. m.prokhorov 的领导下，开展了激光大气呼吸推进器的研究。
    1977 年，他们使用平均功率25w、Zui大单脉冲能量15j 的co2激光器推进圆锥形的推进器沿着玻璃管运动，获得了50dyne/w 的冲量耦合系数。
    从2004 年，我国正式立项(国家973 项目和国家自然科学基金项目)支持激光推进的研究，使我国的激光推进研究进入了新阶段。
    2005 年， 中国科学院电子所通过给飞行器施加一定转速的方法， 解决了自由飞行状态下激光推进飞行器飞行的稳定性问题， 并且成功地将一个质量为4.2 g、焦距10 mm 的抛物面型飞行器用单脉冲能量13 j、重复频率50 hz 的tea co2激光器在大气呼吸模式下推进到2.6m 的高度，飞行时间为1.75 s。他们还研究了脉冲重复频率(10~200 hz)对冲量耦合系数的影响， 结果表明较低的脉冲重复频率(10 ~40 hz)可以获得较大的冲量耦合系数。