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第四百六十七篇 藍色星球“天網戰略”十三

他們提出的概念名叫“太陽風頂層靜電快速傳輸系統(Heliopause-ElectrostaticRapid-Tras)太陽能電子帆專案”。太陽能電子帆不需要內建推進劑,而是由太陽風進行推動,最終到達太陽風頂層,也就是太陽系的邊緣。

他們提出的概念名叫“太陽風頂層靜電快速傳輸系統(Heliopause-Electrostatic-Rapid-Tras)太陽能電子帆專案”。

太陽能電子帆不需要內建推進劑,而是由太陽風進行推動,最終到達太陽風頂層,也就是太陽系的邊緣一艘緩緩旋轉的航天器將採用10至20根帶電的鋁線,打造出一張巨大的“太陽能電子帆”。

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“我們將把這些又長又細的鋁線接在緩慢旋轉的航天器外面,並讓它們帶上正電荷。帶正電荷的鋁線將與太陽風中帶正電荷的離子相斥,從而把飛船向前推去。這就像我們在學校裡玩的磁鐵一樣,磁鐵是會同性相斥的。”

每根鋁線的直徑只有1毫米,但長度足足有12.5英里(約合20公里),差不多相當於219個足球場的長度。

太陽能電子帆將與太陽風中的光子相斥,為飛船提供前進的動力。“太陽風中光子和電子的運動速度非常快,可以達到每秒400至750公里。”

布魯斯·韋格曼說道,“太陽能電子帆將利用這些光子推動飛船向前執行。”

NASA馬歇爾航天飛行中心的研究人員們已經開始了相關測試,這將會持續兩年多時間。

他們需要確定有多少光子會與鋁線相斥,又有多少電子會與鋁線相吸。工程師們還會開展等離子體測試,並改進數據模型,用於太陽能電子帆的進一步研發。不過,專家稱該計劃存在一定的問題。

“我們正在努力改進這一技術。”韋格曼說道,“我們還在學習相關的物理知識,以便計算太陽風能夠提供多大的推力。”

一艘緩緩旋轉的航天器將採用10至20根帶電的鋁線,打造出一張巨大的“太陽能電子帆”。

每根鋁線的直徑只有1毫米,但長度足足有12.5英里(約合20公里),差不多相當於219個足球場的長度。圖為韋格曼博士正在展示一根這樣的鋁線。

這一構想建立在芬蘭氣象研究所的佩卡·詹胡南博士(DrPekkaJanhunen)的發明的基礎之上,但研究人員稱,還有大量工作尚待完成,也許要再過10年,這一計劃才能投入實際使用中。

隨著航天器飛行得越來越遠,太陽能電子帆的有效區域將不斷增加。在距離為1天文單位時,有效區域約為232平方英裡(約合600平方公里),而當距離為5天文單位時,有效區域就將超過463平方英裡(約合1199平方公里)。

通常來說,當使用太陽帆的航天器到達5天文單位處的小行星帶時,太陽光子的能量就會消失,導致航天器無法繼續加速。但研究人員認為,太陽能電子帆在過了這一節點之後,仍能繼續加速前進。

“我們不需要為太陽風中的光子擔心,”韋格曼說道,“光子的供應源源不斷,再加上有效面積不斷增加,太陽能電子帆將繼續加速前進,到達16至20個天文單位處,這至少是太陽帆航天器執行距離的三倍。此外,太陽能電子帆航天器的速度也要快得多。”

在等離子體反應室中,高強度太陽環境測試系統將檢測一根帶電鋁線將與多少光子和電子相撞。工程師們還會開展等離子體測試,並改進數據模型。

NASA的旅行者1號於2012年抵達了太陽能風頂層,此時離它踏上征程已經過去了將近35年時間。

而利用這種新方法,航天器抵達太陽能風頂層的時間將縮短為原來的三分之一不到。“我們的研究顯示,由太陽能電子帆驅動的星際探測器只需不到10年時間就能抵達太陽能風頂層。”韋格曼指出,“這將使這一類任務的科學收益產生革命性的變化。”

“雖然這一技術適合用來把航天器帶到太陽能風頂層,但研究人員表示,它也可以用來開展太陽能內部的探索任務。”

“我們在研究這一構想時,可以清晰地發現,該技術的靈活性和適應性很強。”韋格曼說道。“航天任務和航天器設計師們可以根據自己的不同需求改變鋁線的長度、數量和電壓水平。太陽能電子帆是非常靈活的。”

航天器(spacecraft):又稱空間飛行器、太空飛行器。按照天體力學的規律在太空執行,執行探索、開發、利用太空和天體等特定任務的各類飛行器。

世界上第一個航天器是蘇聯1957年10月4日發射的“人造地球衛星1號”,第一個載人航天器是蘇聯航天員Ю.А.加加林乘坐的東方號飛船,第一個把人送到月球上的航天器是M國“阿波羅11號”飛船,第一個兼有運載火箭、航天器和飛機特徵的飛行器是美國“哥倫比亞號”太空梭。

航天器為了完成航天任務,必須與航天運載器、航天器發射場和回收設施、航天測控和資料採集網與使用者臺站(網)等互相配合,協調工作,共同組成航天系統。航天器是執行航天任務的主體,是航天系統的主要組成部分。

至今,航天器基本上都在太陽系內執行。M國1972年3月發射的“先驅者10號”探測器,在1986年10月越過冥王星的平均軌道,成為第一個飛出太陽系的航天器。

航天器的出現使藍色星球智慧人類的活動範圍從地球大氣層擴大到廣闊無垠的宇宙空間,引起了人類認識自然和改造自然能力的飛躍,對社會經濟和社會生活產生了重大影響。

航天器在地球大氣層以外執行,擺脫了大氣層阻礙,可以接收到來自宇宙天體的全部電磁輻射資訊,開闢了全波段天文觀測;航天器從近地空間飛行到行星際空間飛行,實現了對空間環境的直接探測以及對月球和太陽系大行星的逼近觀測和直接取樣觀測。

環繞地球執行的航天器從幾百千米到數萬千米的距離觀測地球,迅速而大量地收集有關地球大氣、海洋和陸地的各種各樣的電磁輻射資訊,直接服務於氣象觀測、軍事偵察和資源考察等方面。

人造地球衛星作為空間無線電中繼站,實現了全球衛星通信和廣播,而作為空間基準點,可以進行全球衛星導航和大地測量;

利用空間高真空、強輻射和失重等特殊環境,可以在航天器上進行各種重要的科學實驗研究。

航天器具有多種分類方法,即可以按照其軌道性質、科技特點、質量大小、應用領域進行分類。按照應用領域進行分類。是使用最廣泛的航天器分類法。

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