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航天器的新前景:太阳帆船带你飞.

阅读量:3790545 2019-10-25



船如其名:行星社会组织(The Planetary Society)发射的实验性的太阳帆2号太空飞船,依靠太阳的动力成功的实现了飞行。最近,这家非盈利机构宣布,他们发射的卫星成功依靠太阳光推动其巨大的太阳帆,实现了绕地球飞行。这是有史以来的第一个利用太阳帆实现绕地飞行变轨的航天器。
 
今年6月25日,太阳帆2号随着SpaceX猎鹰重型火箭发射到了地球低地轨道上。上周,太阳帆2号成功的展开了它的帆——一个纤薄、拳击场大小、密拉(一种聚酯薄膜)材质的帆。从那之后,行星社会就开始尝试旋转调整太阳帆的位置,从而使得航天器能够最大化的利用来自太阳的能量。目前看来,轨道上的调整是奏效了的。行星社会称,随着太阳帆的调整,整个航天器已经在其轨道上升了1.7公里的高度,而这个变化只能归功于太阳帆。
 
“想想看吧,驾着阳光飞行,真的浪漫极了。”
 
太阳帆项目的负责人、行星社会的首席科学家Bruce Betts在声明中说道:“我们很激动地宣布,太阳帆2号取得了成功。”

这次的变轨切实完成了太阳帆任务的本来目标。行星社会一直致力于推动太空旅行,并且支持太空项目,本次太阳帆的任务就是众筹而成的。太阳帆计划的目标,旨在证明小型卫星可以仅依靠光线就实现星际旅行。光子通常来说没有质量,但光子却带有动量。而这些光实际上真的可以推动物体在太空前进。如果太阳帆的帆足够大、足够轻薄、反射度足够良好,一个航天器就能够通过阳光积攒下来足够的动量,并且推动其自身实现位置的变化。
 
“仅仅依靠光子,在太空中航行的想法,真的是非常大胆、非常惊人。”行星社会的CEO Bill Nye在新闻发布会上说道,“个人而言,乘着阳光旅行的想法,真的是非常非常浪漫。”
 
太空中依靠阳光飞行并不是全新的概念。2010年,一艘日本发射的名叫IKAROS的航天器,通过太阳帆动力,飞往金星。但与之前不同的是,行星社会这次的目标是希望证明,同样的太阳帆技术也可以用于一些小型卫星,特别是一种叫做立方体卫星(CubeSats)来使用。这种立方体卫星比麦片盒子大不了多少。对于需要收集太空信息数据的企业、研究机构来说,立方体卫星是一种十分有效的工具,容易建造,价格也不像原来的那么贵。

但想要在太空中操纵这种小型卫星非常困难。卫星要想具有活动的能力,必须依靠推进器才可以——也就是那些装满了化学物质、然后点燃推进的小型引擎。但要想安装这些推进器可就非常贵了,同时要满足相应的推进力,推进器本身的重量也十分可观,会产生额外的发射成本。因此,大多数情况下,立方体卫星这样的小型卫星不能适配推进器,因此地面人员也无法在太空中操纵它们。
 
现如今,行星社会展示出的太阳帆技术,未来可以被部署在立方体卫星上,这些迷你卫星能够在不使用传统化学推进器的前提下,实现在太空中的运动。Nye说道:“我们的航天器非常迷你,但它在本次变轨中表现出的品质确实非常优秀。”他补充说,这次太阳帆变轨,花了700万美元才得以实现,常规航天器想实现同样功能,花费的数额得比这个多上20倍。行星社会组织称,他们将会公布本次太阳帆任务的数据,这样其它机构在未来也能够使用上它。
 
与此同时,太阳帆2号将会继续乘着阳光进行它的太空之旅。太阳帆2号的项目经理、普渡大学的副教授David Spencer说:“我们希望在8月末之前一直尝试拉升太阳帆2号的飞行轨道”。不过最终,太阳帆2号将会重新被拽回到地球上。这艘航天器的飞行轨道是个绕地球飞行的椭圆形轨道,每当它在某一侧提升轨道,在另一侧就会离地球更近。用不了多久,稀薄的大气层就将会把它拉下去,而太阳帆也会在其重新进入大气层时燃烧殆尽。听起来让人想起了伊卡洛斯。不过,在它摔落之前,确实已经飞行了很久,完成了自己的使命。 

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