这一名称源自作家阿瑟?c?克拉克的一句名言：“任何足够先进的技术，都与魔法无异”。克拉克科技指的是那些在当前已知物理定律框架下看似不可能实现的各类技术，包括负质量或其他奇异物质、超光速系统以及永动机等。

此外，克拉克科技还包括通过改变物理常数（如光速、引力大小、电磁力或强核力与弱核力）来运行的推进技术，或是以奇特方式扭曲时空的技术（例如製造一个內角和仅为 359 度的圆，或是开启通往具有不同物理属性的其他维度的通道）。

想了解更多关於这些近乎魔法的技术，可观看我们的《克拉克科技》节目。

加粗 - 直径推进器

直径推进器是一种假想的克拉克科技无反衝推进器，通常设想依靠负质量运行，但也可能藉助任何能够在太空飞行器上產生有效压力差以推动太空飞行器前进的场或力 —— 类似大气层中的机翼利用压力差產生升力。

负质量粒子的一个特性是，它们被认为会在引力作用下排斥正质量和负质量，而正质量则会在引力作用下吸引正质量和负质量。因此：

· 两个正质量粒子会相互吸引；

· 两个负质量粒子会相互排斥；

· 一个正质量粒子和一个负质量粒子相互作用时，正质量粒子会被负质量粒子推开，而负质量粒子会被正质量粒子吸引，最终形成正质量粒子被负质量粒子 “追逐” 的局面。

这种技术与引力偶极子推进器类似，二者都是利用引力作为推进所需的力或场。直径推进器是俯仰推进器的一个子类，可能会利用负能量来实现这种推进效果，並且与牵引光束非常相似 —— 牵引光束也可能被用於太空飞行器推进。

加粗 - 分离推进器

分离推进器的设计理念是：可以使一个场与其產生源分离。

从概念上讲，我们可以想像这样一种场景：在一个大型引力场附近建造一艘太空飞行器，然后 “切断” 太空飞行器与该引力场的质量梯度联繫，並將引力场的 “前端” 重新附著在太空飞行器前方，使太空飞行器持续 “落向” 前方。

我们也可以设想其他实现方式，例如在保留物体引力质量的同时，分离其惯性质量；或是切断静电力场或磁场与其发生器的联繫；甚至可能是使物体与希格斯场分离。

毋庸置疑，这类技术属於克拉克科技。

加粗 - 电动太阳风帆

恆星表面温度高达数千度，其强大的磁场不断搅动表面物质，导致大量粒子（主要是电离氢）从恆星表面喷射而出，这些粒子的运动速度可达数百千米 / 秒，这就是太阳风（对於其他恆星则称为恆星风）。

人们可以製造一张巨大且轻薄的风帆，利用这些粒子的推力前进，就像地球上的船只藉助风力航行一样。不过，由於太阳风非常稀薄，即便使用石墨烯等轻质材料製造风帆，其尺寸也需要非常巨大，实际应用中可能並不现实。

不过，我们可以採用另一种设计：使用像头髮丝一样细的导电电缆或金属线，以轮辐的形式连接在太空飞行器主体上，通过太空飞行器主体的缓慢旋转使这些 “轮辐” 保持圆形排列。这样，仅用少量细线就能形成面积相当於数平方千米的 “风帆” 效果。

由於太阳风中的粒子大多已电离，它们能够与电场和磁场相互作用。在电动太阳风帆的设计中，正是利用电场与这些电离粒子的相互作用来推动太空飞行器前进。

这种推进方式仅在恆星系统內部有效，因此常与其他推进系统配合使用：在恆星系统內可藉助它为太空飞行器加速或减速，从而节省燃料。

需要注意的是，儘管所有恆星都会產生恆星风，但其粒子的数量和速度差异极大 —— 最暗的红矮星与最大的超巨星之间的亮度差异超过 10 亿倍，恆星风的强度也会隨之大幅变化。

此外，恆星残骸（如脉衝星）可能会產生更强的极性粒子流。星际太空飞行器或许可以利用这些粒子流：一方面通过引力辅助获得速度和调整航向，另一方面藉助粒子流的推力进一步加速。

另外，像 “恆星提升”（详见相关节目）这类技术，虽然初衷是从恆星中开採物质，但也能增强恆星风，並產生密度更高、速度更快的定向粒子流 —— 类似我们设想中用於物质束传输的粒子流。

加粗 - 电动力繫绳

电动力繫绳是一种在拥有强磁场的天体（如地球等许多行星）周围可使用的电动推进技术。

其原理是：將一颗带有阳极的卫星通过绝缘繫绳悬掛在天体磁场中，电流在繫绳系统中流动时，会与天体磁场相互作用，从而推动卫星远离天体（若繫绳位於卫星下方）或使卫星减速（若繫绳位於卫星上方）。

由於天体磁场的物理尺度巨大，要使电动力繫绳发挥作用，繫绳的长度通常需要达到数千米。

此外，这种技术还可以反向使用：通过繫绳切割磁场產生电流，从而实现能量回收（即发电），而非將电能转化为推力。

电动力繫绳常被视为为 “天鉤” 和 “旋转发射器” 补充动量的一种方案。“天鉤” 和 “旋转发射器” 在帮助太空飞行器从大气层进入轨道的过程中会损失动量，而电动力繫绳能大幅减少它们对燃料的需求（详见我们的《天鉤》节目）。例如，当天鉤通过提升太空飞行器进入轨道而损失部分动量和轨道高度时，它可以在数小时內利用太阳能电池板收集阳光並转化为电能，再通过电动力繫绳逐步恢復失去的动量。

由於天鉤本身就需要非常长的繫绳，电动力繫绳技术也適用於卫星、空间站的轨道维持，或是用於將太空飞行器弹射入深空的高轨道旋转发射器。此外，在气態巨行星、恆星以及白矮星、中子星、脉衝星、黑洞等恆星残骸周围的超强磁场环境中，也可应用这项技术。

加粗 - 电磁推进器

电磁推进器是 21 世纪初因被认为可能是一种无反衝推进器或永动机而广受关注（或引发爭议）的太空飞行器推进器，因为它似乎表现出了违反动量守恆定律的特性。

2016 年，美国国家航空航天局（nasa）的鹰工厂实验室製造並测试了一台电磁推进器，测试结果似乎证实了其所谓的 “突破物理定律” 的特性，这使得该推进器声名鹊起。然而，后续研究表明，当时观测到的现象是由测量误差导致的，且其他实验均未能復现预期结果。

由於电磁推进器被证实是一种已被证偽的技术，而非仍处於假想阶段的技术，我们不会將其归类为克拉克科技，也不再对其进行深入討论。仅简要说明其工作原理：向磁控管供电，使微波在一个大致呈圆柱形但一端略微变窄的谐振腔內反射。理论上，微波会在较宽的一端產生较大的力，在较窄的一端產生较小的力，从而使推进器获得一个朝向窄端的净推力。

从动量守恆的角度来看，这种设计本身並无问题，但该技术声称的爭议点在於：在输入相同功率的情况下，其產生的推力超过了光子火箭的理论推力上限。

加粗 - 排气速度

排气速度是火箭技术和太空飞行器推进领域的关键术语，指的是推进剂粒子从火箭或太空飞行器推进器尾部喷出的速度。

根据动量守恆定律，太空飞行器获得的动量与推进剂喷出的动量大小相等、方向相反。因此，推进剂的质量乘以其排气速度，就是推进剂携带的动量，而太空飞行器也会获得等量的反向动量。

这意味著：

· 排气速度翻倍的燃料，能使太空飞行器的飞行速度翻倍，或者在保持相同速度的情况下消耗更少的燃料。

大多数化学火箭燃料的排气速度在几千米 / 秒（或几英里 / 秒）量级。受火箭方程限制，太空飞行器的最大飞行速度通常很难超过其推进剂排气速度的三倍。因此，人们一直在寻找排气速度更高的推进剂，或是能从根本上规避火箭方程限制的推进器。

在热火箭设计中，高温气体中粒子的平均运动速度取决於气体的温度和粒子质量：在相同温度下，氢等轻质量粒子的运动速度远高於二氧化碳等重质量粒子。因此，对於简单的热火箭而言，轻质量粒子通常是更理想的推进剂。

然而，包括火箭喷管在內的大多数物体在数千度的高温下就会熔化，这也成为限制排气速度的一个重要因素。不过，磁约束和离子推进器等技术能规避这一问题，並且即便使用质量较大的离子，也能实现高效推进。

推进剂的排气速度除以地球重力加速度（32 英尺 / 秒 2 或 9.8 米 / 秒 2），可大致得到该推进剂的比冲 —— 比冲本质上反映了使用该推进剂的火箭在地球重力场中能够悬停的时间（以秒为单位）。

加粗 - 场推进

场推进是一个统称，指任何通过与外部力场相互作用来获取动量的太空飞行器推进方式。例如：

· 电动力繫绳利用行星磁场实现推进；

· 从电磁太空弹射器发射太空飞行器，也属於场推进的范畴。

此外，场推进还包括一些更具假想性或科幻色彩的推进方式，如大多数引力推进器，或是利用真空能等假想外部场的推进系统。

加粗 - 超光速推进器

这类推进系统涵盖所有能使太空飞行器以超光速飞行的方法，包括 tachyons（快子）、虫洞、超空间和曲速推进器等。

由於当前已知的科学理论普遍认为超光速飞行不可能实现，这类推进技术均被归类为克拉克科技。实现超光速飞行的方法通常需要奇异物质（如负质量或虚质量），並且往往会导致时间旅行和因果律破坏等问题。

加粗 - 燃料

燃料是维持太空飞行器加速、减速，或是为船上动力系统供能（以保障船员生存和设备运行）的物质。

对於现代太空飞行器而言，大多数燃料需要与氧化剂混合燃烧，燃烧產物作为推进剂从火箭尾部喷出，从而推动太空飞行器前进。

不过，並非所有太空飞行器都使用传统燃料：有些依靠核反应堆、太阳能电池板、从远处传输来的能量束（如雷射），或是反物质等奇异物质供能；还有一些假想中的太空飞行器（如无反衝推进器）甚至不需要燃料。