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NASA測試利用光的推力為立方體衛星提供動力 讓不可能變成可能

原標題:NASA測試利用光的推力為立方體衛星提供動力 讓不可能變成可能


早在400年前,著名天文學家開普勒就曾設想過不攜帶任何能源,僅依靠太陽光的能量使飛船馳騁太空的可能性,也就是利用光產生的推力為飛船提供推力也就是動力,聽起來很不可思議,但是科學家已經證明光是有推力的,只不過這種推力過於微小,人類無法察覺。


直到1924年,人類才正式提出用照射到很薄的巨大反射鏡上的太陽光所產生的推力獲得宇宙速度,這就是所謂的太陽帆。



眾所周知,光是由沒有靜態質量但有動量的光子構成的,所以當光子撞擊到光滑的平面上時,可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向,而依據牛頓定律,當物體撞擊在另一物體上時會給予雙方相應的作用力,因此平面和光都會受到相同的反作用力。但是單個光子所產生的推力極其微小,在地球到太陽的距離上,光在一平方米帆面上產生的推力只有0.9達因,還不到一隻螞蟻的重量。這時候或許有人會問:這麼小的力怎麼能推動質量巨大的飛船呢?


其實不然,儘管單個光子的力量很小,但是如果是成千上萬的光子呢?俗話說,團結力量大,因此只要增大太陽帆的面積,就能接受大量光子的推力,科學家稱,如果太陽帆足夠大,並且光源源源不斷,那麼攜有大型太陽帆的航天器最終可以以每小時24萬公里的速度前進。這個速度要比當今以火箭推進的最快航天器快4—6倍。即比第二宇宙速度快6倍,比第三宇宙速度快4倍。而如此強大的太陽帆目前還未實現。

但是,近來美國國家航空航天局(NASA)稱將用太陽帆測試立方體衛星---NEA Scout在太空中的表現,一旦測試成功,將讓太陽帆為航天器提供動力的不可能變成可能。



NEA Scout是一顆用於研究近地小行星的小型衛星,目前「探測任務-1」(EM-1)是它的主要任務。所謂EM-1任務,是人類進行的首次深層空間探測任務,如飛往深空目的地、測試超越低地球軌道關鍵技術,而NEA Scout將由「獵戶座」載人飛船攜帶發射,科學家稱,因此,利用太陽帆為衛星提供動力是最佳選擇,太陽帆純粹靠反射太陽光作為推力,從而能最大限度地減少對燃料的需求,還可以減小航天器的尺寸和重量,節省成本,只要有光的地方,就有動力,航天器也能飛得更遠。如果順利的話,當「獵戶座」飛船從火箭的上層級分離後,NEA Scout太陽帆將從火箭中展開。這款太陽帆展開時呈方形,兩側各有一輛校車長度,將利用太陽光作為推力在太空穿梭。


長期以來,人們一直都渴望著能夠擺脫對火箭的單一依賴,找到新的動力方式,實現人類遨遊太空的夢想,而如今太陽帆的出現將很可能實現人類這個偉大的夢想。

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