什么是太阳帆(Solar Sails)？

太阳帆是一种被提议的太空推进形式，它利用太阳光子的压力来提供推力。光子从一个附在有效载荷上的镜子反射出来，传递动量，使太阳帆及其伴随的有效载荷加速。例如，与，由化学火箭产生的推力，可行的太阳帆必须非常大和轻。美国...

太阳帆是一种被提议的太空推进形式，它利用太阳光子的压力来提供推力。光子从一个附在有效载荷上的镜子反射出来，传递动量，使太阳帆及其伴随的有效载荷加速。例如，与，由化学火箭产生的推力，可行的太阳帆必须非常大和轻。美国宇航局正在研究的一个设计大约是半公里（31英里）宽。拟议的建筑材料包括聚酯薄膜和聚酰亚胺薄膜，铝，以及一种新型的碳纤维。麻省理工学院学生埃里克·德雷克斯勒在其硕士论文中开发了一种具有烧杯设计的最高推力质量比的科学家（德雷克斯勒主要被称为纳米技术领域之父），采用30-100纳米厚的铝膜，德雷克斯勒设计的每平方米推力值比大多数采用塑料的设计方案高出10倍左右。实现德雷克斯勒设计的关键在于太空制造设施。用于太阳帆的薄膜非常精细，无法折叠、发射，尽管光子压力已经被用来对太空探测器的航向进行微小的改变，但迄今为止还没有建造出以太阳帆作为主要推进方式的航天器。然而，2004年，日本宇航局ISAS成功地在近地轨道上部署了2个太阳帆原型，行星学会（Planetary Society）、《宇宙工作室》（Cosmos Studios Studios）和俄罗斯科学院（Russian Academy of Science）联合发起的私人项目"宇宙1号"（Cosmos 1），这是世界上第一艘太阳帆宇宙飞船。由于太阳帆推进的非常规性质，大型政府机构一直不愿意对其进行投资，将开发工作留在了该领域私人实体太阳帆将是太阳系中太阳光线最强烈的地方使用的理想选择。在太阳系外执行任务时，需要使用行星大小的反射镜将光能精确地聚焦到太阳帆上。尽管这是一项庞大的工程任务，但有一天它可能被证明是将航天器加速到相当于光速的一小部分。设计精良的太阳帆可以通过适当的倾斜角度，向远离太阳的方向行驶。为了提高太阳帆的速度，人们提出了一种涂有颜料的太阳帆，一种假想的帆，上面涂有化学物质，可以在飞船的整个飞行过程中蒸发，从而提供额外的推力。

发表于 2020-09-18 09:01
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分类：科学教育

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