不用火箭,也不需要任何的燃料的飞行器——太阳帆(3)

2023-04-23 来源:飞速影视
关于光压的作用,1960年,美国宇航局发射“回声-1号”卫星。这是一颗直径为40米的巨大的气球卫星,体积大,重量轻。每当它出现在天空时,用肉眼也能看得很清楚。
还有一个例子。1974年,美国宇航局发射了一艘水星考察飞船——“水手-10号”。水星最接近太阳,周围有很强的阳光,是进行太阳帆试验的最好去处。飞船控制者设想用太阳的光压对飞船进行高度控制,结果收到良好效果,由此进一步证明了太阳帆原理。
自由穿移在太阳附近
太阳帆是用什么材料制成的?又是怎样发射和安装的呢?

不用火箭,也不需要任何的燃料的飞行器——太阳帆


材料 用来制作太阳帆的材料要求具有重量轻、反射性能好、耐高温和抗老化等特性,目前主要有镀铝的聚酯薄膜、有孔的薄铝网、镀铝的聚酰亚铵薄膜和镀铝的CP-1膜等,最常用的是镀铝的聚酰亚铵薄膜。由于耐高温,太阳帆可以在太阳附近自由穿梭。
设计 与时大时小的空气动压不同,太阳的辐射压很小,而且是固定的。因此,拦截辐射压的太阳帆一定要满足质量很轻、推力很大的要求。为此,在设计太阳帆时,需要考虑有最高的推力与质量比。
美国科学家用30~100纳米厚的薄铝片制造了一张试验用太阳帆,其推力为塑料薄膜帆的10倍以上。但由于材料太脆,不能安全地折叠、发射和展开,只能在空间生产。
在地面上也制造出了最高推力与质量比的太阳帆,这就是方形帆。这种帆用四根杆子将帆的四角张开,中间用一根杆子安装引线,杆子和引线都安装在帆的背光面。这种太阳帆的优点是具有防护太阳的结构,可以非常近距离地接近太阳,从而获取最大的推力。
20世纪70年代以来,美国科学家还研制出旋转薄片帆、旋转环形帆、环形帆、“直升飞机”帆以及电子太阳风帆等多种太阳帆。它们各具优点,也各有缺点,需要进一步完善。

不用火箭,也不需要任何的燃料的飞行器——太阳帆


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