历史性的太阳帆飞行

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-07-11 15:36:50 | 作者: | 来源: | 浏览:2275次 ]

原文标题: NASA to Attempt Historic Solar Sail Deployment

作者:Dauna Coulter  原文来自:http://science.nasa.gov/   Posted: 2008. 6. 26

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

2008年6月26日:“把的 你手伸向太阳。你会感觉到什么?当然是热量了。但同时也有压力,虽然你永远也不会注意到这一点,因为力量实在是太小了。在你手掌的 面积上,这个力度只有一盎司的 百万分之一。但在外太空中,哪怕如此之小的 压力也会显得非常重要。这是由于它随时都会起到作用,小时复小时,日复一日。与火箭燃料不同,这是无尽的 免费午餐。如果我们愿意,我们就可以使用它。我们可以建造风帆,捕捉太阳吹出的 辐射。”

这段话并非出自NASA的 科学家之口,而是来自阿瑟·克拉克的 短篇故事《太阳风》中的 虚构人物——John Merton。如果一切进展顺利,Merton的 预言将成为现实。

NASA那些思想“跳出框框”(也许应该叫做“跳出火箭”)的 研究人员长期以来就梦想着在行星 际空间乘着凭借阳光而非风力推动的 帆船航行的 可能性了。但除了幻想作品之外,还没有人在地球之外的 任何地方成功展开过这样的 风帆。

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艺术家笔下的 帆船与太阳帆(图片提供:NASA)

NASA马歇尔太空飞行中心的 Edward "Sandy" Montgomery说:“这是万事的 第一次。”

Montgomery的 小组以及来自艾姆斯研究中心的 另一小组(由Elwood Agasid领导)希望,能在今年夏天创造历史,展开名为NanoSail-D的 太阳帆。它将搭乘SpaceX猎鹰1号火箭从太平洋上的 Omelek岛升空,预定的 发射时间是7月29日至8月6日(备用发射窗是从8月29日到9月5日)。

Montgomery说:“NanoSail-D将是第一面在太空中完全展开的 太阳帆,也是第一架使用太阳压力作为主要姿态控制以及变轨手段的 航天器。”他是NanoSail-D的 载荷主管。

“我们一直在寻求机会。艾姆斯有发射猎鹰1号的 时间,并且问我们,是不是需要做些什么。我们说,‘是的 !’我们会使用聚兆卫星 轨道展开设备(Poly Picosatellite Orbital Deployer)也就是P-POD来展开太阳帆,这是加州大学的 理工学院开发的 技术。”

几年前,行星 学会曾尝试进行过类似NanoSail-D的 计划,名为宇宙I号,但运载火箭发生了故障,将未展开的 航天器摧毁。但Montgomery与小组成员确信,在黑暗的 太空中,NanoSail-D会象蝴蝶自茧中飞出一样,从舱中打开4扇轻薄的 翼面。动画请点击

Montgomery说:“主体结构为金属铝与太空塑料制成。整个航天器重量不多于10磅。我们可以将它装在特制的 行李箱中随身带走,体积只有飞机手提行李的 大小。”当完全展开后,风筝外观的 太阳帆扩展开来,收集光线的 表面面积有100平方英尺。

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在2008年4月16日一次成功的 展开测试之后,亨茨维尔的 NanoSail-D小组在站在ManTech SRS技术公司完全展开的 太阳风前。(图片提供:NASA)

Montgomery相信,“对于未来的 太空探索来说,成功将是巨大的 。”

为什么有如此重要呢?太阳帆可以将我们所及之处扩展到梦想那般远。由于太空中没有摩擦力,一旦太阳帆开始运动,它可以永远运动下去。实际上,甚至是在火箭耗尽燃料开始滑行之后很久,太阳帆仍旧可以加速,获得更高的 速度,前往比任何火箭所到远得多的 地方。现在,没有什么火箭发动机可以携带足够的 燃料在短时间内到达太阳系 的 外边缘。而与航海风帆类似,太阳帆还可以送你回家。你可以用太阳帆来,让它“逆风而行”,返回地球。

Montgomery说:“与火箭相比,太阳帆能航行多远不是太大的 问题,关键问题是,它有多快。旅行者号探测器已飞离太阳系 ,它们是由火箭推进的 。但做到这一点花费了30年的 时间。今天发射的 太阳帆也许只需要10年就可以赶上它们。不过太阳帆的 启动比较慢。因此,举例来说,在地月之间,短时间的 任务可能还是会选择火箭发动机。对于火箭来说需要几天走完的 路程,太阳帆需要几个月的 时间。因此,处理法则就是,使用火箭作短途跃迁,而用太阳帆来进行长途飞行。”

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阿拉巴马大学的 研究技师Doug Huie手中所持的 是未来。NanoSail-D叠起后占据的 空间不大于面包盒。(图片提供:NASA)

所有这一切听起来都象是猜测,但NanoSail-D将证明,太阳帆是确实可行的 。此外,这次技术预演还有额外的 好处:

Montgomery解释道:“当下距离地球几百公里之上的 微型卫星 在退役之前可以在轨10年。这给其他航天器带来了与太空垃圾碰撞的 风险。NanoSail-D可以证明使用浮锚减少卫星 扰乱地球轨道的 时间。虽然我们的 风帆看起来象个风筝,其在极其稀薄的 地球高层大气内,却可以象降落伞(或说是浮锚)那样工作。它会让航天器在相对短的 时间内减速,令其损失高度,重返大气烧毁。为了让卫星 脱规,与推进系 统相比,浮锚更为轻便。”

而最后,就可以回答每个人都想问的 问题了:D指什么?

Montgomery说:“我们选择‘D’作为名称,并不是因为它是延续A、B、C型而排列下来的 ,而是因为这是演示(demonstrate)、展开(deploy)、拖曳(drag),也许还有脱轨(de-orbit)的 缩写。”

很快,“D”可能会用于指代一些新的 东西:“去做吧(DID IT)!”

请在发射前关注Science@NASA,其意义将会揭示出来。

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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