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太阳光帆技术巨大进展,LightSail 2 卫星成功利用光子辐射压调整轨道

2024-11-23 203


早在 1976 年,已故美国天文学家卡尔‧萨根就曾在节目上,谈论一种装备太阳帆的新型太空推进器。现在,由行星学会研发的太阳帆推进系统 LightSail 2 卫星,正式在高空展示了这项技术的诱人前景。

LightSail 2 卫星于今年 6 月 25 日搭著 SpaceX 猎鹰重型火箭升空(对,跟福卫七号同一班车),旨在测试以太阳辐射压做为太空船推进力的光帆系统。和目前以化学燃料为推进动力的所有火箭、卫星不同,太阳帆推进系统不需要燃料,虽然推进力很小,但只要太阳不死不灭,它就能永远运作下去。

光帆推进系统为展开一片巨大薄膜以反射太阳光,利用撞在薄膜上的光子反射后产生辐射压来提供微小推力,接着科学家再调整反射风帆与太阳间的角度,以此改变太空船的前进方向。

只不过,目前打造大型太阳帆的技术尚未成熟,除了 NASA 开发中的 NEA Scout 太阳帆探测器,多数机构还不愿意投入大量资金研发,这结果促成了一些民间机构自行筹措资金发展光帆技术,比如俄罗斯科技业富豪尤里‧米尔纳投资 1 亿美元成立的突破行动(Breakthrough Initiatives),其底下突破摄星(Breakthrough Starshot)计划正在努力研发名为“星片”(StarChip)的光帆飞行器。

又或者由行星学会耗时 10 年、辛苦筹措来自民间各路人士的 700 万美元资金,所打造出的 LightSail 2 立方卫星──很小一个,大概一条吐司长,重量不超过 3 磅。

其实在 2015 年时,行星学会已经发射过 LightSail 1 卫星,当时也顺利部署了太阳帆,可惜轨道高度不够高,光帆推力未能克服大气阻力,宣告失败;今年,LightSail 2 卫星于 7 月 23 日展开面积 32 平方米的太阳帆,并且终于能成功操纵光帆来调整轨道高度,在短短 8 天内将卫星的远地点提升约 1.7 公里,首证明光帆推进系统在太空的一席之地。

NASA 的 NEA Scout 太阳帆探测器将于 2020 年中推出,用来收集附近小行星的相关数据,或许是这项新技术的最早期正式应用。未来,太阳帆技术终将带着探测器前往更遥远的地方。

  • Mission Success Declared as Solar Sail Propels Itself From Earth Using Only Sunbeams
  • Bill Nye’s experimental spacecraft that sails on sunlight declares mission success
  • Solar-sailing satellite proves it can use light to propel through space
  • Planetary Society declares solar sailing mission a success

(首图来源:行星学会)

延伸阅读:

  • LightSail 2 卫星将随猎鹰重型火箭升空,主测试光子推进系统
2019-08-02 00:07:00

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