18新利最新登入太阳帆是如何工作的

:凯文Bonsor
太阳帆利用太阳的能量来推动整个宇宙飞船。看到更多的太空探索的照片。”width=
太阳帆利用太阳的能量来推动整个宇宙飞船。看到更多的太空探索的照片
照片由美国航天局

数以百计的太空任务已经启动了自上次月球任务,包括几个深空探测器已经送到我们太阳系的边缘。18新利最新登入然而,我们的旅行空间已经被化学的力量有限火箭发动机和宇宙飞船的火箭燃料。今天,在发射航天飞机的重量是大约95%的燃料。我们能完成如果我们可以减少需要如此多的燃料和坦克吗?

国际空间机构和一些私人的运输公司已经提出了很多方法,让我们走的更远,但载人航天任务尚未超越月亮。其中最现实的空间运输选项要求消除火箭燃料和火箭引擎,取而代之的是帆。是的,没错,帆。

广告

美国国家航空航天局是一个组织,一直在研究这个神奇的技术叫什么太阳帆利用太阳的力量给我们进入太空深处。在这篇文章中,HowStuffWo18新利最新登入rks展示了如何太阳能航海发达的想法,NASA和其他在测试这项技术和多远和快速太阳帆可能需要我们在宇宙中。

广告

太阳帆的概念

single-quadrant, 10米太阳帆系统坐在完全部署50-foot-diameter真空室在汉普顿,NASA兰利研究中心。”width=
single-quadrant, 10米太阳帆系统坐在完全部署50-foot-diameter真空室在汉普顿,NASA兰利研究中心。
照片由美国航天局/工程

近400年前,欧洲的大部分仍参与海军探索世界,约翰尼斯·开普勒提出探索银河系使用帆的想法。通过他的观察,彗星的尾巴被一些太阳能的微风,吹在他认为帆可以捕获风能推动飞船在海洋风移船的方式。而开普勒太阳风的想法被否定了,科学家已经发现阳光并施加足够的力量移动对象。利用这种力量,NASA已经试行巨大的太阳帆可以推动宇宙光。

太阳能sail-powered飞船有三个组件:

广告

  • 连续力受到阳光的照射
  • 一个大,超薄镜
  • 一个单独的运载火箭

一个太阳能sail-powered飞船不需要传统的推进剂的力量,因为它的推进剂是阳光和太阳是它的引擎。由电磁辐射对物体施加力量在接触。美国国家航空航天局的研究人员发现,在1个天文单位(AU),从地球到太阳的距离,等于9300万英里(1.5亿公里),阳光可以产生1.4千瓦(千瓦)的权力。如果你把1.4千瓦,除以光速的速度,你会发现太阳大约9牛顿的力(N) /平方英里(即。2磅/公里2或尾数就磅/ mi2)。相比之下,航天飞机主发动机可以生产167万N的力在发射和210万N的推力在真空中。最后,然而,持续力阳光的18新利最新登入太阳帆可以推动一个比传统火箭飞船速度快五倍。

现在,让我们仔细看看这些帆。

广告

太阳帆的材料

四线限太阳能航行系统由美国宇航局太阳帆推进团队在亨茨维尔,马歇尔空间飞行中心。及其行业合作伙伴,L 'Garde公司坐落完全部署在一个100英尺直径真空室美国宇航局格伦研究中心。”width=
四线限太阳能航行系统由美国宇航局太阳帆推进团队在亨茨维尔,马歇尔空间飞行中心。及其行业合作伙伴,L 'Garde公司坐落完全部署在一个100英尺直径真空室美国宇航局格伦研究中心。
照片由美国航天局/ L 'Garde

虽然太阳帆设计之前(NASA的太阳帆计划在1970年代),材料可用,直到过去十年左右的时间太沉重,设计一个实用的太阳能航行。除了轻量级,必须高度反光的材料,能够承受极端温度。巨大的帆被测试由美国宇航局今天是非常轻量级的,反光材料,比平均表薄100倍以上的文具。这被称为“渗铝、高温材料”CP-1。另一个组织发展太阳帆技术,行星协会(加州帕萨迪纳市一所私立、非营利组织),支持宇宙1拥有太阳帆由aluminum-reinforced聚酯薄膜和大约四分之一的厚度如纸巾的塑料垃圾袋。

帆的反射特性是关键。光子(光的粒子)反弹反光材料,他们轻轻推动为帆帆在传递动力。因为有那么多光子从阳光,因为他们不断击中航行,有一个恒压(单位面积上的力)对航天器的帆,产生一个恒定的加速度。虽然太阳帆航天器上的力小于传统的化学火箭,如航天飞机随着时间的推移,太阳帆飞船不断加速,达到更大的速度。

广告

您可能想知道当宇宙飞船发现自己远离阳光。机载激光可以接管为航行提供必要的推进。

太阳能——检查。太阳帆——检查。但是我们18新利最新登入如何得到帆和他们的飞船进入太空?让我们看一看。

广告

太阳帆发射

四象限,太阳帆高系统是完全部署在测试期间美国宇航局格伦研究中心的设施在桑达斯基,俄亥俄州。”width=
四象限,太阳帆高系统是完全部署在测试期间美国宇航局格伦研究中心的设施在桑达斯基,俄亥俄州。
照片由美国航天局

只有阳光和力量,太阳帆永远不会直接从地面发射。第二个需要飞船发射太阳帆,这将被部署在空间。另一个可能的方式展开太阳帆与微波或激光梁所提供的卫星或其他航天器。这些能量光束可以针对帆发射进入太空,并提供一个辅助电源在其旅程。在一个实验中美国宇航局喷气推进实验室(JPL),帆被迫使用微波发射光束,而激光被用来推动帆前进。

一旦启动,帆部署使用充气繁荣系统由一个内置的部署机制。

广告

未来的太空旅行

太阳帆将新的飞船速度记录,将使我们太阳系以外的旅行。”width=
太阳帆将新的飞船速度记录,将使我们太阳系以外的旅行。

太阳帆技术最终将会扮演一个关键的角色在长途吗美国国家航空航天局任务。但多远将这些太阳帆18新利最新登入可以带我们,他们会让我们有多快?

在最后一节中,我们发现太阳帆不会最初受到的力,用于发射航天飞机。NASA认为太空探索类似的故事与火箭推进飞船“乌龟和兔子,”兔子。在这场比赛,火箭推进宇宙飞船将迅速跳出,快速向目的地。另一方面,rocketless飞船由一个太阳帆将开始它的旅程在缓慢而稳健的步伐,逐步提速,太阳继续发挥力量。迟早,不管它有多快,火箭船将耗尽力量。18新利最新登入相比之下,太阳帆飞船有源源不断的力量来自太阳。此外,太阳帆有可能回归地球,而火箭驱动的车辆没有任何推进剂把它带回来。

广告

继续推行阳光,太阳sail-propelled车辆将建立速度,火箭动力汽车将永远无法实现。这样一个汽车最终将旅行大约56米/秒(90千米/秒),将超过每小时200000英里(324000公里)。速度是大约10倍的航天飞机轨道速度5米/秒(8公里/秒)。给你一个想法有多快,你可以从纽约到洛杉矶18新利最新登入旅行在不到一分钟的太阳帆汽车以最高速度行驶。

如果NASA发射一个星际探测器由太阳帆,它只需要八年才能赶上旅行者1号探测器(从地球最遥远的宇宙飞船),20多年的旅行。通过添加一个激光或磁束发射器,NASA说,它可以推动速度18600米/秒(30000千米/秒),也就是十分之一光的速度。星际旅行将是一个以这么高的速度,几乎是必然的。

广告

特色

广告

加载……
Baidu