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美國宇航局即將進行的太陽帆技術驗證計劃示意圖
這是2005年,一個直徑超過20米的太陽帆正在世界最大之一的真空室內部接受測試
北京時間10月19日消息,説到太陽帆,你的第一反應是不是和反物質發動機或者離子發動機一樣,感覺就像是未來科幻世界中的技術?不過現在正有越來越多的科幻事物正逐漸成為現實。就拿太陽帆來説,一旦這項技術成熟,我們將只需很少的能量就可以讓飛船進行行星際的旅行。
在這一全新的領域,美國宇航局正全力開拓。借助之前的NanoSail-D項目,美國宇航局持續收集者有關太陽帆在太空中表現狀況的相關數據。而就在明年,美國的一個民間機構——行星學會也將對他們的太陽帆技術——LightSail-1項目進行測試飛行驗證。那麼美國宇航局和其它機構將如何發展太陽帆技術並最終使這一技術成為普及的實用技術呢?
在美國宇航局即將進行的測試飛行中,有一個技術科目是驗證太陽帆在太空中的展開與部署能力,並測試其姿態操控性能。同時太陽帆飛行器還將模擬未來實際任務情形與地面進行導航信號控制調試。
為了儘快將太陽帆這一最早出現在科幻作品中的新生事物變成實用的技術,美國宇航局正加緊進行測試,希望有朝一日它將驅動人類未來的飛船。使用太陽帆驅動的飛船就像在大海中航行的帆船,只不過後者的動力借助的是風,而太陽帆借助的是陽光。飛船將張開一張大大的網,用以收集從太陽輻射的光子,隨著時間的推移,積聚的光子將産生足夠推動飛船前進的動力。
此次美國宇航局將進行測試驗證的太陽帆展開面積將是之前任何一個太陽帆的7倍以上。在此次測試中掌握的各種技術將對未來的該項技術發展起到關鍵作用,包括使用空間天氣預警系統來提供及時和精確可靠的太陽耀斑爆發信息。這一實驗驗證計劃是由美國宇航局和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)和系統承包商加德公司(L’Garde Inc)共同進行的。
雄心壯志
美國宇航局還專門為這一計劃開列了一些其設想中的太陽帆衛星必須具備的條件,包括:
軌道碎片清理:可以在數年的運行週期內幫助捕獲並清理軌道碎片
退役衛星清理:將太陽帆整合進衛星設計中,這樣當衛星抵達設計壽命之後便可以打開太陽帆,實現衛星減速並最終墜入大氣層銷毀
軌道自持力:能夠使用攜帶的有限推進劑保證太陽帆衛星能在太空中保持設定的軌道
深空探測項目:一旦脫離地球引力場,太陽帆飛船將能夠在陽光碟機動下持續加速,一直飛抵太陽系的邊緣甚至飛出太陽系。
除此之外,太陽帆還有其它重要的實際用途,比如在一個名為“地磁暴”的項目中就有科學家提出將太陽風暴預警探測衛星發射到比拉格朗日點遠3倍的位置上,使其更加接近太陽,這樣一來人類就能比現在提前大約15~45分鐘對危險的太陽爆發發出警告。
目前這一階段我們只能將衛星部署在拉格朗日點上,因為這是地球和太陽之間的一個引力平衡點,而假如為了提升預警能力而將衛星進一步放置到更加接近太陽的距離上,其軌道位置就將無法穩定。但是如果有了太陽帆技術,我們就可以借助打開的太陽帆獲得持續的動力,從而不斷抵消太陽的“拉力”並實現預警衛星在這一位置上的穩定部署。
或者,還可以設想在未來借助太陽帆技術擴展目前對“地球同步衛星”的概念。目前的技術只能將衛星發射並部署在距離地面赤道上空約3.6萬公里的軌道上實現與地球的同步運行,一般會被用作通訊衛星使用。但是一旦有了太陽帆技術,我們便可以不再受到緯度的限制,而是可以在南半球或北半球上空部署同樣的“同步衛星”,這樣一來,其應用價值將無法估量。(晨風)
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