说起太阳帆,那往往是我们在科幻电影中才会看到的东西。但实际上这种。充满科幻色彩的航天设备,并非想象中那么遥不可及。

例如早在17世纪时,约翰尼斯·开普勒就在他的著作《天幕》中,首次提出了可以利用太阳光推动航天器。

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只不过直到20世纪,才有了俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基,概述出了太阳帆的实际工作原理。

然而别看理论基础还很“年轻”,其实现在早就已经有被制造出的实物,进入了太空。

例如在2010年,日本成功发射Ikaros航天器以来,证明了太阳的辐射压力确实可以推动航天器前行。之后的则是行星学会的LightSail 2。其于2019年发射,持续飞行了超过三年的时间。而现在,NASA发射的一种全新设计的太阳帆,也已经成功在太空展开。

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上图:由分离相机拍摄的,来自日本的完全展开的IKAROS太阳帆图像。

同时他们还证实展开80平方米的帆花了大约25分钟,且正在启动探测器并建立地面合同。而如果条件合适,太阳风甚至可以在地球上看到,亮度可以与天狼星媲美。

此外,据说这种名为高级复合太阳帆系统(ACS3)的帆桁,由碳纤维和柔性聚合物制成。比以前的设计更坚固,且更轻了。

这也让人不得不感叹,NASA可能即将开启人类太空探索的新篇章。毕竟始终有很多科学家认为,“太阳帆”飞船会成为人类星际旅行的希望之一。

要知道虽然自13世纪的中国人第一次造出了火箭的雏形至今,人类已经乘坐火箭进入太空,但想要实现长距离的星际旅行,还是只能在想象中才能实现。然而对于这种困境,太阳帆却有着天然的优势。

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例如以太阳光作为动力的太阳帆,不仅可以减少飞船携带的燃料重量,进而提高其机动性,使其在太空停留更长的时间,还能做到只要有阳光存在的地方,就能不断获得动力并加速飞行。

此外,太阳帆的原理也很容易理解。首先大家一定知道那些能在海上航行的帆船。而对于帆船航行的原理,想必所有人也都很熟悉。

那就是利用海风的吹拂,在船帆上生成的气压,使得获得帆船前进的动力。并且通过控制风帆的旋转角度,帆船甚至可以逆风而行。

然而有趣的是,太阳帆所运用的原理其实与帆船航行的原理类似。因为太阳也有风,即从太阳外层大气不断发射出来的稳定离子流。

只不过太阳帆利用的,并不是来自太阳的太阳风,而是推动力比太阳风还要大1000多倍的太阳光。

只不过缺点在于因为太阳光压产生的推力很小,所以基于太阳帆的航天器是不能从地面起飞的。然而值得注意的是,一旦到了太空中就不一样了。

太空中运行的航天器处于失重状态,再加上没有空气阻力,所以轻微的太阳光压就可以让它加速。因此有了太阳帆就不再需要燃料,也可以推动航天器不断加速了。

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而且来自太阳的光线提供了无穷无尽的推动力,理论上装有大型太阳帆的航天器,甚至最终能达到24万公里/小时的速度。

因此就现在来看,太阳帆或许已经是目前为止,唯一一种有可能乘载人类到达太阳系外星系的航天器。所以“驭光飞行”就是未来航天器的主流也说不定!