美将发射“太阳帆”飞行器:重5千克 展开面积32平米-风君雪科技博客

  美国行星学会日前表示,其“光帆 2 号”飞行器计划本月 22 日搭乘“猎鹰重型”火箭升空,如果任务成功将成为首个在地球轨道上受控运行的“太阳帆”飞行器。“太阳帆”飞行器利用太阳光的光子动量作为动力。光具有波粒二象性,太阳光中的光子也像其他粒子一样有动量,虽然这种动量非常微小,但用光帆收集这种动量,可以在太空中驱动飞行器前行。

  这不同于太阳能电池板将阳光转变为电能,而与帆船的风帆利用风力相似。“太阳帆”飞行器由于不需要燃料,被认为是未来太空探索的一种重要工具。

  美国行星学会说,“光帆 2 号”重量约 5 千克,它在太空中展开由聚酯薄膜构成的 4 个三角形光帆后,总表面积约 32 平方米。它以此从太阳光中获得的动力,大概相当于一个曲别针放在手掌上所感知到的重力。由于太空中缺乏阻力,它被太阳光持续加速后可达很高的速度。

  据介绍,“光帆 2 号”将抵达 720 千米高的轨道,那里的空气已非常稀薄,来自太阳光的动力能够克服空气阻力,让它以受控方式运行。如果任务成功,它将是首个在地球轨道上受控运行的“太阳帆”飞行器,也将是首个能利用太阳光光子动量提升轨道高度的“太阳帆”飞行器。

  2015 年,美国行星学会曾发射并测试了“光帆 1 号”,当时成功验证了光帆展开系统,但由于轨道高度较低,从太阳光中获取的动力未能克服地球大气的阻力。

  2010 年,日本宇宙航空研究开发机构在发射金星探测器的同时发射了“伊卡洛斯”号飞行器。它向金星和太阳的方向飞去,成为人类第一个成功在行星际空间运行的“太阳帆”飞行器,成功利用太阳光的动力改变了速度和姿态。