无障碍说明
第二十七期
什么是太阳帆?什么是辐射压?
什么是太阳帆?太阳帆是一种不带机械动力装置的轻便航天器,它像帆船利用风的压力前进一样,利用太阳光的压力,作用在帆上来加速宇宙飞行器。
什么是光压? 那么,光有压力吗?回答是肯定的。当彗星飞近太阳时,彗星上的部分物质升华和蒸发为气体,形成一条总是背向太阳的尾巴,就是太阳光的压力作用的结果。从理论上来说,光是光子形成的,每个光子都有一定的动量。当光子撞在帆上被吸收时,按照动量守恒原理,帆就会获得动量增量,这就是光的压力。如光子被反射,压力还会增加。当然,光压是非常小的。在地球上,一个绝对黑体,即光被完全吸收的物体,太阳光的压强不到一百亿分之一个大气压。但在太空真空中,太阳光压仍能发挥作用。早在20世纪20年代,齐奥尔科夫斯基就提出了太阳帆的概念。 [详细]
“太阳帆”的动力源于太阳微弱的辐射压!
光压虽然很小,但可以长期不间断地作用。理论研究表明,在进入太空的航天器上拉起一张巨大的帆,可为航天器提供10万分之一到千分之一地球重力加速度(g)。
如果太阳帆的直径增至300米,其面积则为70686平方米,由光压获得的推力为0.034吨。根据理论计算,这一推力可使重约0.5吨的航天器在二百多天内飞抵火星。若太阳帆的直径增至2000米,它获得的1.5吨的推力就能把重约5吨的航天器送到太阳系以外。 由于来自太阳的光线提供了无穷尽的能源,携有大型太阳帆的航天器最终可以以每小时24万公里的速度前进。这个速度要比当今以火箭推进的最快航天器快4-6倍。即比第二宇宙速度快6倍,比第三宇宙速度快4倍。 [详细]
目前唯一的太阳帆船:日本的“伊卡洛斯”号!
日本的“伊卡洛斯”号(IKAROS)是目前唯一一艘在宇宙中翱翔的太阳帆船。IKAROS于2010年5月21日用日本的H-IIA火箭和破晓号金星气象卫星以及其他四个小卫星一起发射。IKAROS 是世界第一个成功在行星际空间运作的太阳帆。该太阳帆的名字由日本航天工程师森治取名自希腊神话中的人物伊卡洛斯。
IKAROS 每分钟旋转20至25次,直到2010年6月11日太阳帆完全展开为止。2010年7月9日 JAXA 确定 IKAROS确实是使用太阳帆进行加速,7月23日宣布姿势控制成功。 2010年12月8日,IKAROS在距离金星 80,800 公里处飞掠过,并进入延伸任务阶段。 [详细]

结语

当古老海洋上的“帆船”逐渐淡出我们视野的时候,它以一种新的形式凤凰涅槃,依靠太阳光芒产生的动力徜徉于浩瀚的星海当中。看过《三体》小说的网友应该对太阳帆(光帆)不陌生,里面就有提到这种技术。
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