太阳帆宇宙飞船 太阳为动力的航天器

2017-06-15 10:59 责编:小编 来源:UFO发现网 浏览 参与 评论
导读 光帆飞船是由行星协会开展的一个民众资助的项目。在这个项目中,行星协会将一个小型的航天器发射到地球轨道。这个航天器是靠巨大的反光帆驱动的,帆的面积为32平方米。 太阳帆以太阳能为动力通过光驱动飞行。光是由被称为光子的能量包形成。尽管光子没有质量,但其作为...
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“光帆”飞船是由行星协会开展的一个民众资助的项目。在这个项目中,行星协会将一个小型的航天器发射到地球轨道。这个航天器是靠巨大的反光帆驱动的,帆的面积为32平方米。

太阳帆以太阳能为动力——通过光驱动飞行。光是由被称为光子的能量包形成。尽管光子没有质量,但其作为光包运行时具有能量和动量。

“光帆”项目成员亚历克斯·迪亚兹(左)和宗方力(右)在调试航天器,为“光帆2”号部署测试做准备。

太阳帆航天器依靠大面积的轻型镜面——帆板——来捕获光的动能。当光在帆面得到反射时,大多数动能就会转移,从而推动帆板飞行。由此产生的加速度虽小,但具有连续性,而且随着时间的推移速度会越来越高。

“光帆”飞船是一种立方体纳型卫星。这些微型航天器搭载在大负荷运载火箭的轨道上。一旦进入太空,光帆的太阳能组件弹开,航天器的内部就会展现出来。四个卷尺大小的金属吊杆慢慢地从舱中展开,撑开四张三角形的聚酯薄膜帆板。每张帆板仅4.5微米厚,相当于普通垃圾袋厚度的1/4。

“光帆”在太空中的方向由三个电磁扭力连杆和一个动能轮控制。地面激光会测量阳光对“光帆”的推动作用。当“光帆”轻轻地围绕地球运转时,从地面就可以看到明晃晃的帆。

2015年5月20日,“光帆1”号飞船搭乘“阿特拉斯5”号火箭进行试航。对小型、相对便宜的“光帆”飞船来说,没有什么是容易的,但它将努力实现著名科学家卡尔·萨根在20世纪70年代提出的驭光而行的梦想。

然而,在“光帆1”號进入低地球轨道之后,飞船就两次跟地面失联,另外它的电池系统也存在问题。该飞船曾一度因为宇宙射线导致电力系统受到干扰,并由此引发了电脑死机的情况,最终地面工作人员不得不对其进行远程重启。

撇开这些问题,“光帆1”号的这次任务还算完成地比较圆满,它成功打开了聚酯薄膜帆板、传回遥测图像,并实现了主要目标。不过在那之后,飞船开始向地面持续传回“无意义”的信号,并无法对地面发出的指令做出回应。

实际上,“光帆1”号的理论在轨时间不会太长。由于其轨道速度较慢,飞船将在地球上空受大气影响较大,迫使飞船回落到地球。2015年6月13日,行星协会宣布,“光帆1”号在预定轨道上飞行了25天后重返地球,并最终在南大西洋坠毁。

行星协会首席执行官比尔·奈伊说:“‘光帆1’号让我生活在过山车上。我们正在推进太空科学和探索,这项任务是我们使命的一部分。”

比尔·奈伊表示,尽管这次的任务不算成功,但仍为其后的“光帆2”号任务奠定了基础。在未来几年里,这种科技可能为全世界打开通往太空的大门,“太阳帆旅行事业值得做,因为它具有空间民主化的潜力”。

2015年6月8日,“光帆1”号拍摄的在地球轨道上展开的太阳能帆板

这项技术使得一些小团体或者那些不想在太空项目上投入太多资金的组织可以建造一个小的太阳能帆,只要有时间,你就可以选择去太阳系的任何地方。奈伊说:“你可以到达那里,因为不存在燃料用完的情况,阳光一直在照射。”

2017年,“光帆2” 号将由Prox-1卫星携带,该卫星是由佐治亚理工大学研发,用于自动监测其他航天器的小型人造卫星。两个人造卫星都将由“重型猎鹰”火箭载入轨道。

“光帆2”号和Prox-1将被运载到海拔约720千米的轨道上,这个高度足够使航天器避开大部分大气阻力。Prox-1首先会将“光帆2”号发送到开放的空间,然后再与“光帆2”号会合并对其进行检查。当“光帆2” 号展开它的太阳帆时,Prox-1会在附近捕捉拍摄这一重要时刻。

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