@ 2015.05.13 , 13:01

太阳帆下周投入测试

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1976年美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家卡尔·萨根带着一个奇怪的装置参加了强尼·卡森今夜秀节目,这个装置外形看上去像个方形锡箔纸。而且很可能这个模型就是一张锡箔纸,因为它只是萨根提到的太阳帆模型——一种高效太空飞行器,通过利用太阳风产生能量,就像地球上帆船借助风力航行。然而,5月20日Atlas V火箭将把一枚只有一块面包大小的小型卫星送上地球轨道,研究人员要测试萨根的太阳帆是否有用。

该项目由萨根本人建立的非营利组织Planetary Society(行星协会)运行,项目代号“LightSail”(光帆),目前该组织由比尔·奈尔(公共科学人,节目主持人)负责协调。LightSail进入地球轨道后不单单会测量太阳发射出的粒子,还会展开太阳帆测试实际功能。十年前人类进行过类似尝试,希望这次一切进行顺利。太阳帆的最初版本没有进入轨道,因为太阳帆使用的俄罗斯太空飞行器出现故障并坠毁。

近400年前,全世界大多数人还觉得抵达北美洲是实打实的大成就,开普勒就提出使用帆探索银河系的想法。这位伟大的天文学家认为当时他观测到的几颗彗星的慧尾被某种太阳风吹动了,所以他很自然而然地想到了用太阳帆进行宇宙航行的点子。但是这显然错了,因为太空里没有风,不过我们确实知道太阳光能够对物体施加足够挪动物体的压力。

NASA的研究人员已经发现1天文单位(日地距离,约1.496亿公里)的距离下,太阳光能够产生1.4千瓦的功率。如果将这1.4千瓦除以光速,就得到了2 磅/平方公里(9牛顿/平方英里)的推力。 太空梭的主引擎在升空时能产生167万牛顿推力,真空状态下能产生210万牛顿推力。和后者一比,前者似乎太弱了。不过太阳粒子的压力会给太阳帆施加持续的加速度,航程越长,太阳帆越快。因为太阳帆不需要任何燃料,光能驱动太空飞船能飞行到遥远的行星,向地球发送宝贵的资料。

NASA和JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)已经在太阳帆技术上进行了成功测试,但是行星协会的最新太阳帆测试也许能够产生经济利益。因为如果LightSail论证了依靠太阳粒子驱动太空飞行器的想法是可行的,那么NASA和ESA将在太阳帆研究和空间探索领域投入巨资。

本文译自 ZME Science,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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