光帆推进，助力太空远航

据外媒报道，美国SpaceX公司的“猎鹰”重型火箭日前在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地进行第三次发射。此次发射，“猎鹰”重型火箭共携带24颗航天器，其中一颗用于试验光帆推进技术的“光帆2号”实验飞船引起外界关注。

物理学常识告诉我们，当光子撞到光滑平面上时，运动方向会发生改变，同时对撞击物体产生相反的作用力。光帆推进就是利用光子对帆的作用力推动航天器进行太空航行，原理与风帆航海如出一辙。1924年，人类航天先驱、俄国科学家齐奥尔科夫斯基和同事灿德尔明确提出：用照射到很薄的、巨大反射镜上的太阳光所产生的推力可获得宇宙速度。灿德尔则首次提出将包在硬质塑料上的超薄金属帆作为光帆的设想。

航天界普遍认为，光帆推进飞船或许是人类实现星际旅行的唯一方式。如果采用传统方式进行长距离太空飞行，需要携带大量燃料，这对需要尽量减轻自重的飞船来说不现实。光帆推进飞船靠阳光推进，只要有阳光存在，飞船就能在太空中长年累月地前进。单个光子产生的推力极其微小，在地球到太阳的距离上，光在一平方米帆面上产生的推力不到一只蚂蚁的重量，但如果太阳帆面积足够大的话，在太空中可以产生不小推力。据估算，如果太阳帆直径为300米，光压可获得推力为0.034吨，足以推动重约0.5吨的航天器在200多天内飞抵火星。若光帆的直径增至2000米，产生推力可将重约5吨的航天器送到太阳系以外。

光帆推进其实并不新鲜。几年前，“脸书”创始人扎克伯格和科学家霍金等人联合发起太空探索项目“突破摄星”计划，其目的是研制出速度可以达到1/5光速的光帆推进“纳米飞行器”，用20年左右抵达位于半人马星座的一颗恒星。虽然该计划的可行性受到各方质疑，但这的确是人类在太空探索过程中一项非常大胆的设想。

搭乘“猎鹰”重型火箭升空的“光帆2号”实验飞船是一颗小型立方体卫星，搭载在一颗卫星内。火箭升空约一周后，该卫星将使用弹簧将“光帆2号”实验飞船弹射出去。随后经过一些必要测试，“光帆2号”实验飞船将展开太阳帆（该太阳帆面积约32平方米，由聚酯薄膜制成，厚度比发丝还薄），利用太阳光子照射产生的微小压力逐渐抬升轨道。如果成功的话，“光帆2号”实验飞船将成为人类历史上第一艘仅借助太阳光就实现太空飞行的卫星，将证明光帆推进是一种可行的驱动方式，为人类探索宇宙再添一条新路。