
“NanoSail-D”将是第一个将太阳压力作为其方向和轨道控制主要动力的太空飞行器。(模拟图片)
●NASA将发射首部太阳帆 ●速度可高达6000公里/秒●是人类星际旅行最大希望
太阳帆飞船很可能是人类未来星际旅行的唯一希望,它无须火箭燃料,只要是在有阳光的地方,它都会不断获得动力加速飞行。今年7月29日至8月6日间,美国宇航局(NASA)将有望正式发射一个代号为“NanoSail-D”的太阳帆飞行器。
月底有望发射升空
太阳帆包含了人类将近一个世纪的梦想。早在1921年,俄罗斯人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基就提出了“光帆”的概念。而后,科幻小说家阿瑟·克拉克的小说《太阳帆船》则让这一概念深入人心。
长期以来,美国宇航局也一直在致力于太空飞行器的动力研究,希望能够寻找一种太阳能利用方式来取代风动力模式,在外太空部署以太阳作为动力来源的太阳帆。美国宇航局马歇尔太空飞行中心决定于今夏将这一想法付诸现实,在太空建立一个代号为“NanoSail-D”的太阳帆。“NanoSail-D”太阳帆将由SpaceX公司的“猎鹰一号”火箭负责送往太空,预计发射时间为7月29日到8月6日之间。“NanoSail-D”将被发送到离地球约330公里至685公里的轨道上,整个任务将持续7天,任务期满,“NanoSail-D”将从太空返航。
“NanoSail-D”将是人类在太空中部署的第一个太阳帆,也是第一个将太阳压力作为其方向和轨道控制主要动力的太空飞行器。
从太空旅行成为现实的那一天起,人类通往宇宙一直以来只有一种方式,那就是依靠火箭推进器。然而,太阳帆技术却为人类提供了另一种选择,并被科学家认为是人类太空船进行星际旅行的最大希望,因为它无须火箭燃料,只要有阳光存在的地方,它都会不断获得动力加速飞行。
解决宇宙航行能源问题
在美国宇航局先进概念研究所专门研究太阳帆的朱布伦博士表示,如果设计合理,从理论上说,太阳帆的最高速度可以达到光速的2%(6000公里/秒),果真如此,星际航行将成为可能。届时,给这种宇宙飞船提供动力的将不是太阳,而是安装在卫星上的功率巨大的激光器。太阳帆的另一个优势是,它不需要燃料,也没有发动机,所以可以携带更多的科学仪器和货物。美科学家称,将太阳帆送入轨道并成功展开,将具有里程碑般的意义。
迄今为止,人类均以火箭作航天器的动力,火箭需消耗燃料以及助燃的氧,无论携带多少终将耗尽,因而人类能够在宇宙中遨游的范围极为有限。然而如果能够成功地利用诸如太阳这样的恒星发出的光作动力,那么将有可能最终解决宇宙航行的能源问题。银河系中有约4000亿颗发光的恒星,这些数量极其巨大的恒星产生的光,有可能把太阳帆飞船送往人类想去的任何地方。
两大优点
1有光就能永动飞行
光是由细小的被称为光子的能量团组成的,太阳帆的工作原理,就是将照射过来的太阳光反射回去,由于力的作用是相互的,太阳帆将光子“推”回去的同时,光子也会对太阳帆产生反作用力。就是靠这种反作用力,飞船便被“推”着前进。
由于太空中没有摩擦,太阳帆一旦开始运行,将永不停止。普通火箭完全依赖自身所携带的燃料,而太阳帆则是永动飞行器,无须火箭燃料,也没有发动机,只要有阳光存在的地方,它都会不断获得动力加速飞行。太阳帆甚至还具备从外太空返航的能力。
2速度快过火箭几倍
与普通火箭相比,太阳帆最重要的特点就是速度快。“旅行者号”太空船具备飞离太阳系的能力,但这一过程需要30多年时间。而即将升空的太阳帆将可能只需10年时间就可以赶上“旅行者号”。但是,太阳帆启动较慢,因此更适用于外太空的远程、持久旅行。
从理论上说,太阳帆的最高速度可以达到光速的2%(6000公里/秒)。
“NanoSail-D”
“NanoSail-D”太阳帆的制作材料主要是铝材和太空塑料,整个飞行器的重量不超过4公斤。太阳帆将会在太空中展开四个小型帆板。帆板完全打开后,飞行器着光面将近10平方米,可以吸收大量的太阳能作为飞行器的动力来源。