就像海風推動地球上的帆船橫渡大海一樣，太陽輻射有朝一日也有可能推動宇宙飛船在恒星之間航行，至少這是初創(chuàng)公司「Gama」的希望。這家航空航天公司由 Louis de Gouyon Matignon、Thibaud Elziere 和 Andrew Nutter 創(chuàng)立于2020年，其目標是開發(fā)一種低成本的太陽帆，利用光作為航天器的推進手段。在 SpaceX 獵鷹9號火箭上發(fā)射 CubeSat 后，「Gama」將在342英里的高度部署789平方英尺的太陽帆。Nutter 表示，“我們可以在地球上測試很多東西，但有一些測試部署只能在太空的零重力環(huán)境中進行。”

 

太陽帆并不完全是一項新發(fā)明，天文學家 Johannes Kepler 最早提出該理論，他在1608年給天文學家Galileo Galilei 的一封信中還探討了有關(guān)太陽帆的理論。但是，直到 2010 年人們才首次成功部署太陽帆，由日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu) (JAXA)部署—— IKAROS  “太空游艇”。同年，NASA 發(fā)射了 NanoSail-D。2019 年，Planetary Society 發(fā)射了 LightSail 2。

 

現(xiàn)在，除了「Gama」之外的多個組織也正在跟進新的太陽帆任務(wù)。NASA 的先進復合太陽帆系統(tǒng) (ACS3)將讓位于伊利諾伊州的 NanoAvionics 設(shè)計的一艘擁有800平方英尺太陽帆的航天器。Breakthrough Initiatives 的 Breakthrough Starshot 任務(wù)已獲得1億美元的資助，計劃向距離4.7光年的恒星系統(tǒng) Alpha Centauri 發(fā)送數(shù)百艘微型太陽帆動力航天器。

 

“「Gama」的團隊正在努力迭代并以極快速度發(fā)展，”  Nutter 說，“另外，通過輕輕旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星和產(chǎn)生的離心力展開帆，讓我們的技術(shù)能夠節(jié)省更多結(jié)構(gòu)重量，并在適當?shù)臅r候部署更大的表面。”

 

Nutter 表示，在首次發(fā)射之前，該公司已經(jīng)在設(shè)計其第二個任務(wù)——將部署在更高的高度，并將 “證明「Gama」可以駕馭風帆并為傳統(tǒng)推進技術(shù)提供可靠的低成本替代方案”。

 

太陽帆的運行方式幾乎與傳統(tǒng)帆相同，只是它們使用光子而不是空氣分子來推動風。盡管光子沒有質(zhì)量，但它們在太空中傳播時的動量可以轉(zhuǎn)移到反射面，由聚酯薄膜或聚酰胺制成的太陽帆可以推動航天器。雖然力道微弱，但在真空環(huán)境中，卻能迅速疊加。有朝一日，太陽帆有可能將航天器推進到光速的20%。這將使航天器能夠消除或減少它需要攜帶的推進劑數(shù)量，從而騰出空間用于其他用途。并且，因為理論上飛船可以無限推進，使用太陽帆還可以延長航天器的任務(wù)持續(xù)時間?？偠灾?，這項技術(shù)對于長期的太空任務(wù)至關(guān)重要。

 

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