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15:日本在太空启航

了解太阳帆推进如何彻底改变太空旅行,利用太阳光子实现无限能量。

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太阳帆被誉为将航天器推向太阳系最遥远区域的最有前途的方法之一。今年八月,日本宇宙航空研究开发机构的工程师们成功部署了两个 30 英尺宽的太阳帆,每个帆的厚度不到 1/3,000 英寸,它们由一枚固体燃料火箭运载进入太空。在 75 英里高空,一个帆像三叶草一样展开。然后,在 100 英里高空,另一个帆像日本扇子一样展开。

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太阳帆通过反射在镜面上的太阳光子所产生的能量获得推力。这些光子施加的力虽然微小,但却是持续不断的。由于太阳光的供应基本上是无限的,太阳帆可以在常规火箭燃料耗尽后很长时间内继续加速。

日本团队用聚酰胺制造了这两个测试帆,这是一种足够坚固的塑料薄膜,可以承受温度变化、辐射和微陨石。虽然这两个帆都没有保持足够长的时间来获得任何显著的速度,但仅仅在太空中部署它们就是一个关键的成就。项目经理川口淳一郎(Junichiro Kawaguchi)表示,关键挑战之一是确保脆弱的帆在展开时没有褶皱或皱纹。“在我们的火箭实验中,帆是利用自然旋转运动被动部署的,”他说。一个真正自主的太阳帆将需要一个车载机制来在没有旋转火箭帮助的情况下自行展开。川口和他的队友希望在五月份的气球飞行中测试该设备。

与此同时,美国的行星学会和俄罗斯的私人航天组织正在开发 Cosmos 1,这是第一个完全功能的太阳帆。他们目前计划在三月发射它,但这次首飞已被取消多次。该帆由八张 45 英尺长的镀铝聚酯薄膜片组成。Cosmos 1 最初将在地球上方 500 英里轨道上运行,通过利用太阳光子的压力缓慢增加其高度。

川口说,巨大的太阳帆有朝一日可能会推动足够大的飞船来运载乘客:“在地球附近和其他行星之间往返不是梦想,而是现实上可能的。”

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