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太陽帆船是人類進行星際航行的希望

太陽帆船是人類進行星際航行的希望

日本宇宙航空研究開發機構發射了一個造型奇特的探測器,抵達太空後探測器周圍的帆形結構被完全打開,形成了一張巨大的「網」,這就是日本空間機構研製的伊卡洛斯太陽帆飛船,這也是世界上第一艘利用太陽光壓驅動的行星際飛船,並完成了飛掠金星的任務。

太陽帆船是人類進行星際航行的希望

伊卡洛斯太陽帆飛船的太陽帆製造精度要求較高。

伊卡洛斯太陽帆飛船最大特定是利用太陽光壓驅動,太陽光是由光子組成,當光子撞擊到太陽帆的表面上,就會產生壓力作用,使得宇宙飛船可以前進。因此太陽帆的製造工藝要求極高,如同一面巨大的鏡子,或者是一塊反射率極佳的金屬模塊。事實上,地球上也可以感受到太陽光壓的作用,但是這種效應在地球表面上幾乎可以忽略不計,而如果在太空環境中就可以發揮出極大的作用,不僅能驅動航天器前進,還可以將其加速。

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太陽光壓可導致行星際飛船偏航,因此長距離空間飛行的飛船需要進行軌道校正。

進行行星際空間飛行的飛船受到的太陽光壓作用較為明顯,太陽光壓可導致長距離的空間飛行器偏航,如果地面上的科學家沒有對偏航進行校正,那麼航天器就會丟失目的地,造成更大的燃料浪費。太陽光的光壓作用極低,每平方公尺上的光壓是微不足道的,但太陽光是源源不斷的,而且完全免費,因此太陽帆飛船是一個完美廉價的航天器,幾乎不用考慮燃料。

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美國宇航局也研製了太陽帆飛船。

日本伊卡洛斯太陽帆飛船展開跨度達到14米,除了日本空間機構外,美國宇航局也研製了太陽帆飛船,被名為Nanosail-D,科學家預計後續將發射新的探測器,是一個展開面積更大龐大的太陽帆,太陽帆將成為一種重要的航天動力模式。

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太陽帆飛船可以在未來滿足木星、水星等的探測任務。

事實上,如果我們向太陽系內側軌道發射探測器,那麼太陽帆飛船是一個選擇,因為飛船可以獲得更多的太陽輻射能,只要控制好飛行器的動力和轉向就可以保持較快的速度。科學家近期的打算是在木星、水星等任務中使用太陽帆技術,這樣可以節約一些燃料的費用。由於宇宙空間是沒有重力場和其他阻力的約束,來自太陽的光壓就會變得較為明顯

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太陽帆飛船的加速過程緩慢。

太陽帆飛船在後期的速度可達到一個非常高的值,具備了飛出太陽系的能力,除了光壓動力外,核聚變發動機也是一個熱門動力,當我們掌握可控核聚變後,也可以研製核聚變動力的飛船。

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