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NASA发展光子驱动飞船 探测火星或小行星

NASA试验低成本、光源动力宇宙飞船,速度最终可达每秒28.5公里。(维基百科)

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【大纪元2016年02月04日讯】(大纪元记者张秉开编译报导) 美国航空航天局(NASA)宣布试验低成本光源动力宇宙飞船,拟探测太阳系中的小行星或火星。这种探测飞船的体积小、发射较方便,最高速度可达每秒28.5公里,10年即可飞抵冥王星,更容易进入深太空执行探测任务。

据《基督教科学箴言报》2月3日报导,这种低成本飞船的发动机由太阳帆(solar-powered sail)供能,预计2018年在太空发射系统(SLS)上装载。

航空航天局2月2日说,这种探测器为公文包大小,质量不超过13.6公斤(30磅),价值约1600万美元,太空发射系统可以同时搭载13个这样的探测器 。

太空发射系统是世界上最强大的火箭,计划将“猎户座”(Orion)宇宙飞船送入火星的同时,向太空发射这些小型低成本宇宙飞船探测器。

以光子为动力

航空航天局所属的阿拉斯加马歇尔太空飞行中心 (Marshall Space Flight Center)工程师赖斯‧约翰逊(Les Johnson)说:“这像龟兔赛跑一样,太阳能帆最后能达到很高的速度。”

太空发射系统在释放太阳帆飞行器模拟图。 (视频截图)
太空发射系统在释放太阳帆飞行器模拟图。 (视频截图)

约翰逊解释,使用火箭在一开始有巨大的推进力,但是火箭燃料耗尽后推进力消失。而太阳能帆不会这样,因为它不需要燃料,只要有阳光就一直有动力。

太阳帆的面积为86平方米,相当于一辆公共汽车长的头发丝那么薄的平板。这个帆板收集太阳光线中的光子撞击力量,产生探测器的飞行动力,直到飞抵某颗小行星的观察位置拍摄图像。

日本航天局的IKAROS太空探测器证明太阳帆技术可以实现行星间的宇宙航行。(维基百科)
日本航天局的IKAROS太空探测器证明太阳帆技术可以实现行星间的宇宙航行。(维基百科)

航空航天局表示,这是一种光推进飞船探测器,可以在2年半的时间内达到小行星1991 VG。因为推进力很小,所以飞船一开始看起来是静止的,但经过持续不停加速,最终以每小时10.3万公里(每秒28.5公里)的速度飞向目标星体。

近地小行星(NEA)探测项目经理莱斯利‧麦克努特(Leslie McNutt)表示,该型探测器在进入太空前,各组件如太阳帆、处理器、相机等其他工具会折叠压缩成鞋盒大小,重量约13.6公斤(30磅)。

但是麦克努特说,这个折叠工作非常复杂。因为探测器进入太空后,又需要准确无误的将探测器打开。

开发更新型驱动系统—电子帆

另据《国家地理杂志》2月3日报导,实际上,早在1924年俄罗斯科学家酝酿太阳帆的设计,希望“使用极薄镜面材料”来“操控阳光产生的压力而获得宇宙飞行速度”。1990年代,航空航天局开始发展这种太阳帆技术。

2010年,航空航天局成功地发射了一颗小型太阳帆动力卫星,进入地球轨道运行了240天。同年5月,日本航天局发射试验性太空探测器IKAROS(依靠太阳辐射加速的星际风筝),同年12月IKAROS在距金星 8万公里处掠过,因此证明太阳帆技术用于行星间宇宙航行的可行性。

电子帆飞行器的原理(采集高能粒子做为动力)模拟图。 (视频截图)
电子帆飞行器的原理(采集高能粒子做为动力)模拟图。 (视频截图)

目前,美国航空航天局不仅可以利用阳光光子,而且从太阳风(高能量粒子)中获取带电粒子作为驱动物质。科学家将这种太阳帆称为“电子帆”(e-sail),而这种更新型的电子帆的速度可以达到每小时36万~54万公里(每秒100~150公里)。

太阳帆和电子帆具有深入探测太空的巨大潜能。 (视频截图)
太阳帆和电子帆具有深入探测太空的巨大潜能。 (视频截图)

科学家推测,如果按照理论计算,装备这种电子帆的飞船可在2年内达到木星、5年内到达冥王星。相比之下,一般的光子驱动太阳帆的飞船飞抵冥王星地点的时间为10年,传统的旅行者一号飞船需要更长时间为35年,那么电子帆飞行器更具有太空探测意义。

责任编辑:林妍

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2016-02-04 10:57 PM
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