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“太阳帆”的动力源于太阳微弱的辐射压!

原标题:“太阳帆”的动力源于太阳微弱的辐射压!

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著名天文学家开普勒在400年前就曾设想不要携带任何能源,仅仅依靠太阳光能就可使宇宙帆船驰骋太空。但太阳帆飞船这一概念到20世纪20年代才明晰起来。

1924年,俄国航天事业的先驱康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和其同事弗里德里希·灿德尔明确提出“用照到很薄的巨大反射镜上的阳光所产生的推力获得宇宙速度”。正是灿德尔首先提出了太阳帆———一种包在硬质塑料上的超薄金属帆的设想,成为今天建造太阳帆的基础。

人们知道,光是由没有静态质量但有动量的光子构成的,当光子撞击到光滑的平面上时,可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向,并给撞击物体以相应的作用力。单个光子所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只有0.9达因,还不到一只蚂蚁的重量。因此,为了最大限度地从阳光中获得加速度,太阳帆必须建得很大很轻,而且表面要十分光滑平整。

如果太阳帆的直径增至300米,其面积则为70686平方米,由光压获得的推力为0.034吨。根据理论计算,这一推理可使重约0.5吨的航天器在二百多天内飞抵火星。若太阳帆的直径增至2000米,它获得的1.5吨的推力就能把重约5吨的航天器送到太阳系以外。

由于来自太阳的光线提供了无穷尽的能源,携有大型太阳帆的航天器最终可以以每小时24万公里的速度前进。这个速度要比当今以火箭推进的最快航天器快4—6倍。即比第二宇宙速度快6倍,比第三宇宙速度快4倍。



原标题:“太阳帆”的动力源于太阳微弱的辐射压!

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