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霍金的預言又對了,20年內加速到光速的20%,星際航行全靠它

文章作者:管理一號 | 2019-11-06
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20年內加速到光速的20%,星際航行全靠它,霍金的預言又對了

美行星協會主導研發的LightSail 2(光帆2號)太陽帆探測器已在一周前發射升空,依據該探測器的使命時間表,發射一周后探測器將從Prox 1航天器上分離出來,在接下來一周多的時間內完成太陽帆打開等聯調聯試。光帆2號則是美行星協會光帆項目的最新成果,第一代光帆1號在2015年發射,使命根本成功,本年發射的光帆2號則是第二代產品。相比較光帆1號探測器,光帆2號在全體尺寸上沒有發生太大的改動,太陽帆總面積為32平方米,大于美國宇航局研發的NanoSail-D系列的10平方米帆面,但小于日本JAXA伊卡洛斯探測器的196平方米帆面。

雖然伊卡洛斯探測器的帆面積更大,但不意味著伊卡洛斯的速度就更快,因為其質量到達了315公斤,而光帆2號只有5公斤,因此光帆2號的加速度值可到達伊卡洛斯的10倍左右。

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美國宇航局研發的NanoSail-D系列的10平方米帆面

光帆2號的尺度也不大,折疊起來后為一個長方體,寬度、長度為11厘米,高度為34厘米,可以幻想為一塊大面包。帆面由4個三角形帆構成,由鈷合金吊桿聯接,翻開方式如同卷尺,悉數翻開之后構成一個長為4米,寬為5.5米的帆面。搭載光帆2號的Prox 1航天器就像一個大的行李箱,尺度為61厘米×56厘米×30厘米。為了完結讓太陽光子推動光帆2號前進,帆面需求又薄又輕,這樣才干最大限度下降質量。

光帆2號上的帆面厚度僅為4.5微米,小于人的頭發直徑,使用聚酯樹脂制作。使用聚酯樹脂資料制作的帆面可以最大限度獲得光子動量,從而完成光帆2號的加速,同時聚酯樹脂資料的價格也不貴,可以讓航天器在不帶著燃料的情況下飛行更遠的距離。

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帆面由4個三角形帆構成,由鈷合金吊桿連接,展開方式如同卷尺

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光帆2號上的帆面厚度僅為4.5微米,小于人的頭發直徑,使用聚酯樹脂制造

從理論上說,比如光帆2號這樣的太陽帆探測器在開始運行階段速度都很慢,但速度會在全程一直添加,光帆2號的加快可到達0.058毫米每二次秒,估計在一個月后速度可添加數百公里每小時。如果連續航行數年,速度可到達每秒數十公里,比新視野號探測器的速度快至少3倍,那么我們前往冥王星的時間也會壓縮到5年以下。

咱們不妨躍遷一下思路,假如光帆2號運用激光加速,使用地面上的激光器對準光帆2號,用激光準確照射替代太陽光子,那么光帆2號的速度會愈加驚人。這就是打破攝星計劃的技術原理,理論上咱們可以將郵票大小的航天器加速到光速的20%,那么前往4光年外的比鄰星只需數十年的時刻。

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光帆2號的加速可達到0.058毫米每二次秒,預計在一個月后速度可增加數百公里每小時

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日本的伊卡洛斯探測器

綜上,光帆2號敞開了一個新的行星際航行形式,以日本的伊卡洛斯探測器為例,已經可以利用太陽帆從地球前往金星。如果一切順利,我們在本世紀末有望看到第一批前往比鄰星的太陽帆探測器。

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