Aero 版 (精华区)

发信人: bage (最近比较烦), 信区: AerospaceScience
标  题: 扬帆起航向太空——宇航时代的太阳帆 
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月08日13:58:04 星期四), 站内信件

在大海中扬帆航行是一件很写意的事情,而如今,只在科幻小说中出现的宇宙帆船也将起
航,它不需要任何能源,仅依靠太阳能就可以驰骋太空。
　　16世纪的时候,德国天文学家开普勒给他的意大利同行伽利略写了封信,信中他描述
了一种能抵抗狂风的,往返于月球和各星球之间的船或者宇宙帆船。
　　虽然开普勒的设想在当时是个白日梦,但,400年后的今天,这已经渐渐成为现实了NA
SA正在大力发展一艘用于远太空航行的大型宇宙帆船。
　　宇宙帆船并不需要任何燃料.它依靠太阳能做动力.来自太阳的光线提供了无穷尽的
能源,宇宙帆船可以以每小时240000公里的速度前进,这个速度要比当今最快的飞船还要
快4-6倍。
　　太阳光由质子组成--一部分无法聚集的可见光或者一个拥有能量的电荷.质子通过对
帆施加压力而给予太空船动力,这就和风吹动帆船一样的原理(不要将这种方法和现在采
用的某种将太阳能转换成电力的方法混淆).天文学家Dickinson说宇宙帆船的原理其实很
简单,只是它只能在太空中运行。
　　当太阳光照射在某样东西上时,会产生轻微的压力,但是,在地球上,我们却无法感觉
到.因为,空气的流动会抵销阳光在地球上的压力。而在太空中,你远离大气,也不存在影
响压力的介质,这样,阳光产生的压力就逐渐的递增。
　　为了能尽可能多地捕获阳光,太空帆船必须很巨大,将近有400米。
　　在地球上,我们必须考虑水的因素,风力带来的能量最终会被水的摩擦力抵销,这样,
船还是会停下来的.但在太空中,由于没有任何摩擦力,所以,一旦帆船起航,它的速度会越
来越快。
　　看上去这很完美,不过,一旦宇宙帆船离开太阳越来越远以后,它该怎么办呢?它还能
获得足够的阳光吗?Dickinson说,为了保证帆船能获得足够的动力,它在起航时必须有个
足够高的初速度.而这是可以办到的。
　　"一种方法是我们可以在这艘轻型飞船上装上高速火箭"Dickinson说.火箭将给予帆
船它所需要的初速度。
　　还有种办法,就是在任务开始前很久,就将它发射到离开太阳很近的地方.这样它就能
获得来自太阳光压力的巨大动力。
　　而为了能获得足够多的太阳光作为动力,宇宙帆船必须足够大,NASA所做的设计是目
前建造的最大的飞船--长约400米。
　　当尺寸问题解决后.困惑工程师们的另一个问题就是:怎么把宇宙帆船送入太空并且
展开呢?
　　马歇尔宇航中心正致力于NASA的星际运输研究。工程师们为宇宙帆船的材料伤透脑
筋。他们测试了大量不同的材料。每一种材料都被放在一个模拟太空环境下以观测它们
抵抗高低温度的能力。
　　那么,什么才是真正适合的材料呢?按照Dickinson的说法,它应该非常的轻但又足够
牢固.聚脂薄膜曾经是选择之一,因为它的轻.(它就是CD上覆盖的那种东西,你很难将它从
CD上撕下). 科学家们也曾经考虑过使用涂反射铝的碳纤维作为宇宙帆船的材料。
　　这是一项挑战,选择合适的材料.将400年前开普勒的设想化为现实.而工程师们所遇
到的另一挑战就是如何将帆船发射入太空,并在太空中将宇宙帆船展开.NASA预计宇宙帆
船计划在2010年成行.它将历经15年以上的航程,飞跃37亿公里直到太阳系边缘。
　　科学家们相信,到2010年,技术飞速发展,足以使得宇宙帆船进行其整个旅程Dickins
on自信地说,“我确信到那时候,太空中会造起远超过我们能在地球上制造的大型天线,这
能让我们和宇宙帆船保持联系。”他说：“不过这要等我们完成宇宙帆船以后再说了.现
在还没有提到议事日程上呢。”
　　当然，宇宙帆船的首次飞行将不会载人。NASA说最初的几次它将主要用于机器人任
务,然后才会考虑载人远太空航行。(
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