
北京时间7月4日消息 据国外媒体报道,美国国家宇航局埃姆斯研究中心的科学家们日前宣布,将重新启动“太阳帆”的研制和建造计划。
作为这项计划负责人之一的爱德华蒙特戈梅里教授介绍说,NASA将在今年7月29日至8月6日期间发射首部名为NanoSail-D的“太阳帆”试验卫星。该装置所装备的帆的面积只有数平方米,由一种超薄的特殊塑料膜制成。承担发射任务的将是由私营的SpaceX公司研制的“猎鹰-1”型运载火箭。发射地点将是在位于太平洋上的一座小岛。
蒙特戈梅里教授表示:“NanoSail-D将成为NASA发射的首部配备有‘太阳帆’的航天器。它将借助阳光所产生的微弱压力在轨道上完成大约14天的试验性飞行。”
NASA的专家指出,“太阳帆”无需携带任何燃料便可在太空中执行几乎无限期的探测任务,其维持飞行所需的唯一动力来源便是太阳光。据悉,太阳在不停地向周围的空间中辐射数量巨大的光能和热能。而阳光中的巨量光子在撞击到“太阳帆”后会给后者以不断的推动力,其过程就好像是风推动普通的帆船前进一样。虽然每个光子对“太阳帆”的撞击力极其的微弱,但大量光子的持续撞击却最终会将探测器加速到非常高的飞行速度。即使在距离太阳很远的地方,其释放的能量也足以使“太阳帆”维持高速飞行状态。
其实早在400多年前,德国著名天文学家开普勒就已提出过利用太阳光线作为直接动力实现飞行的可能性。他曾指出,彗星烟雾状的尾部就是在太阳光影响下才“不断飘动的”。开普勒还曾计算出太阳光可为宇宙飞船提供的具体推力。
依据相同原理研制的体积更大的“太阳帆”将被用于执行长距离的空间探测任务。据悉,要想使宇宙飞船获得足够大的飞行速度,帆板的长度应达到80-160米。当然,其具体尺寸要取决于飞船的重量。由于无需携带化学燃料且能够达到较高的飞行速度,“太阳帆”将可协助人们开展长距离的星际旅行,对那些太阳系中最遥远行星的研究也将成为可能。当然,也许未来的火星探测飞船上就将装备一套“太阳帆”作为推进装置。
与传统的火箭推进器相比,“太阳帆”既有优点,也有不足。其最大弱点是其启动较慢,因此不太适合执行短距离的空间探测活动。但与此同时,“太阳帆”的最大优点则是其所能达到的超高飞行速度和几乎永无止境的动力源。由于太空中几乎没有摩擦,因此“太阳帆”会在太阳光的作用下不断地加速,最终达到一个极高的飞行速度。据科学家们计算,在理想情况下(例如设计非常合理,帆板始终正对太阳且中途没有受到障碍物阻挡),“太阳帆”的最高速度可以接近光速的2%,即大约6000公里/秒。
在过去的20多年时间里,美国和俄罗斯的科学家们也曾尝试过向太空发射类似的“太阳帆”。在美国行星学会的资金支持下,俄罗斯巴巴金科学研究中心的专家们就曾研制出过一部名为“宇宙-1”号的“太阳帆”。该装置共由八块膜瓣组成,设计飞行高度为800公里。
这部“太阳帆”于2005年6月21日由俄海军的“鲍里索格列布斯克”号核潜艇从巴伦支海发射升空。但遗憾的是,由于运载火箭的发动机出现意外停机,导致“宇宙-1”号未能进入预定轨道。