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美国试射新型航天器!未来可达光速80%,50年抵达比邻星

4月25日晚上的神舟十八号载人飞船发射成功,让中华儿女再一次感到祖国航天科技的强大。不过在大洋的彼岸,美国也在“闷声发大财”。


当地时间4月23日(周二),美国宇航局利用私人火箭公司RocketLab的Electron火箭发射了一种新型航天器——太阳帆系统,旨在测试这种新型航天器在低轨道上的部署情况。根据他们在本周三对外发布的消息,本次发射任务取得圆满成功,他们已经成功部署了一个宽度达到9米的太阳帆。

太阳帆,又叫光帆,是一种利用光压获得动力,实现星际航行的航天器。我们头顶的太阳光,会产生光压。这种光压非常微弱,但却是持续不断的。如果能够利用光压提供动力,那么航天器就能一直加速,乃至接近光速。


这种理论早在差不多400年前就已经被开普勒提出了,但是人类一直没有科技来实现。一直到了20世纪初,著名的火箭之父齐奥尔科夫斯基才概述了这种航天器的实际工作原理。不过那个时候,人类连火箭都还没送到太空,就更不用提太阳帆了。20世纪70年代,美国著名科普作家卡尔·萨根和行星协会的其他成员正式提出了太阳帆的展望。

据推测,如果能够造出合适的太阳帆,那么这种航天器最快的情况下可以达到光速的80%。别说是飞出太阳系,就连抵达比邻星,也只需要50年,这个速度比三体人可要快得多。著名的突破摄星计划,就是为了实现这个理想而成立的,连霍金也在生前加入了这个计划。

2005年,美国和俄罗斯曾经合作开发了第一艘太阳帆飞船“宇宙一号”,不过这项任务并没有成功,航天器进入太空后就失联了。人类历史上第一个太阳帆,是日本人在2010年发射的伊卡洛斯号。它随着“晓”号金星探测器一同升空,飞往金星,迈出了人类在太阳帆研究领域的坚实一步。


由于太阳的光压太微弱,想要获得足够的动力,人类就必须要把太阳帆做得非常大。即便是当初的宇宙一号,面积为530.93平方米,预计获得的推力也仅有255克。想要飞出太阳系,太阳帆的面积要达到几万甚至几十万平方米才行!

路要一步一步走,目前人类还要先从小的太阳帆开始做起。造太阳帆的难度之一在于,它的桅杆要用非常先进的材料才可以。想要太阳帆的面积足够大,桅杆就要足够长,但是太长的话很容易折断。科学家又不能给它加粗,因为会严重增加质量,反而不利于加速。

美国宇航局一直在尝试解决太阳帆桅杆的技术问题,这一次发射的太阳帆,就是由柔性聚合物和碳纤维材料制成。在它的制成下,长达9米、总面积80平方米的太阳帆在25分钟内缓缓展开,目前工作良好,接下来将继续验证相关技术问题。


幸运的话,当它飞越头顶时,地面上的人是有机会看到它的。根据美国宇航局的介绍,其亮度甚至可以和夜空中最亮的恒星——天狼星媲美。

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