NASA發展光子驅動飛船 探測火星或小行星

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【大紀元2016年02月04日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導) 美國航空航天局(NASA)宣布試驗低成本光源動力宇宙飛船,擬探測太陽系中的小行星或火星。這種探測飛船的體積小、發射較方便,最高速度可達每秒28.5公里,10年即可飛抵冥王星,更容易進入深太空執行探測任務。

據《基督教科學箴言報》2月3日報導,這種低成本飛船的發動機由太陽帆(solar-powered sail)供能,預計2018年在太空發射系統(SLS)上裝載。

航空航天局2月2日說,這種探測器為公文包大小,質量不超過13.6公斤(30磅),價值約1600萬美元,太空發射系統可以同時搭載13個這樣的探測器 。

太空發射系統是世界上最強大的火箭,計劃將「獵戶座」(Orion)宇宙飛船送入火星的同時,向太空發射這些小型低成本宇宙飛船探測器。

以光子為動力

航空航天局所屬的阿拉斯加馬歇爾太空飛行中心 (Marshall Space Flight Center)工程師賴斯‧約翰遜(Les Johnson)說:「這像龜兔賽跑一樣,太陽能帆最後能達到很高的速度。」

太空發射系統在釋放太陽帆飛行器模擬圖。 (視頻截圖)

約翰遜解釋,使用火箭在一開始有巨大的推進力,但是火箭燃料耗盡後推進力消失。而太陽能帆不會這樣,因為它不需要燃料,只要有陽光就一直有動力。

太陽帆的面積為86平方米,相當於一輛公共汽車長的頭髮絲那麼薄的平板。這個帆板收集太陽光線中的光子撞擊力量,產生探測器的飛行動力,直到飛抵某顆小行星的觀察位置拍攝圖像。

日本航天局的IKAROS太空探測器證明太陽帆技術可以實現行星間的宇宙航行。(維基百科)

航空航天局表示,這是一種光推進飛船探測器,可以在2年半的時間內達到小行星1991 VG。因為推進力很小,所以飛船一開始看起來是靜止的,但經過持續不停加速,最終以每小時10.3萬公里(每秒28.5公里)的速度飛向目標星體。

近地小行星(NEA)探測項目經理萊斯利‧麥克努特(Leslie McNutt)表示,該型探測器在進入太空前,各組件如太陽帆、處理器、相機等其他工具會折疊壓縮成鞋盒大小,重量約13.6公斤(30磅)。

但是麥克努特說,這個折疊工作非常複雜。因為探測器進入太空後,又需要準確無誤的將探測器打開。

開發更新型驅動系統—電子帆

另據《國家地理雜誌》2月3日報導,實際上,早在1924年俄羅斯科學家醞釀太陽帆的設計,希望「使用極薄鏡面材料」來「操控陽光產生的壓力而獲得宇宙飛行速度」。1990年代,航空航天局開始發展這種太陽帆技術。

2010年,航空航天局成功地發射了一顆小型太陽帆動力衛星,進入地球軌道運行了240天。同年5月,日本航天局發射試驗性太空探測器IKAROS(依靠太陽輻射加速的星際風箏),同年12月IKAROS在距金星 8萬公里處掠過,因此證明太陽帆技術用於行星間宇宙航行的可行性。

電子帆飛行器的原理(採集高能粒子做為動力)模擬圖。 (視頻截圖)

目前,美國航空航天局不僅可以利用陽光光子,而且從太陽風(高能量粒子)中獲取帶電粒子作為驅動物質。科學家將這種太陽帆稱為「電子帆」(e-sail),而這種更新型的電子帆的速度可以達到每小時36萬~54萬公里(每秒100~150公里)。

太陽帆和電子帆具有深入探測太空的巨大潛能。 (視頻截圖)

科學家推測,如果按照理論計算,裝備這種電子帆的飛船可在2年內達到木星、5年內到達冥王星。相比之下,一般的光子驅動太陽帆的飛船飛抵冥王星地點的時間為10年,傳統的旅行者一號飛船需要更長時間為35年,那麼電子帆飛行器更具有太空探測意義。

責任編輯:林妍

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