太空旅行有了新發(fā)現(xiàn)
太空旅行無(wú)疑會(huì)帶來(lái)令人痛苦的緩慢。例如，"新視野"號(hào)探測(cè)器花了近10年時(shí)間才到達(dá)冥王星。前往半人馬座b，即離地球最近的宜居行星，即使使用最大的火箭也需要數(shù)千年的時(shí)間?，F(xiàn)在，研究人員在ACS的《納米快報(bào)》上計(jì)算出，地球上的低功率激光器可以發(fā)射和操縱配備有硅或氮化硼帆的小型探測(cè)器，并將它們推進(jìn)到比火箭發(fā)動(dòng)機(jī)更快的速度。
激光帆不是像船帆那樣捕風(fēng)，而是捕住激光束，原則上可以將航天器推到接近光速的速度?？茖W(xué)家們已經(jīng)在這個(gè)概念上工作了一段時(shí)間。例如，一個(gè)名為Breakthrough Starshot倡議的私人資助項(xiàng)目旨在將一個(gè)小型的、有帆的探測(cè)器送到半人馬座b，飛行時(shí)間只需20年。它將被一個(gè)100千兆瓦、一公里見(jiàn)方的激光陣列推進(jìn)到20%的光速。
研究人員Ho-Ting Tung和Artur Davoyan想知道，低得多的、更小的激光陣列是否能在現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)電力和化學(xué)火箭的應(yīng)用中找到用途。這些激光器也許有一天能夠在發(fā)射后調(diào)整衛(wèi)星的軌道，或在行星際或星際任務(wù)中推動(dòng)微小的航行探測(cè)器，而不需要大量的燃料。
圖為藝術(shù)家對(duì)Starshot Lightsail航天器在地面激光陣列加速過(guò)程中的構(gòu)想。以前對(duì)光帆的概念是想象它們被動(dòng)地被來(lái)自太陽(yáng)的光推動(dòng)，但是Starshot的基于激光的方法需要重新考慮光帆的形狀和組成，以便它在加速過(guò)程中不會(huì)融化或撕裂。
研究人員進(jìn)行了計(jì)算，表明即使是功率約為100千瓦、陣列尺寸約為一米的激光器，也可以為1克的探測(cè)器提供動(dòng)力，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)這些的激光照明只需幾分鐘到幾小時(shí)。根據(jù)他們的計(jì)算，這些激光器只需一天就能在不同的地球軌道之間操縱小型探測(cè)器，這用目前的電力和化學(xué)裝置是不可能的。該小組確定，允許高反射率和快速冷卻的激光帆的最佳材料是納米級(jí)結(jié)構(gòu)的氮化硅和氮化硼。
最后，研究人員計(jì)算出，這些微小的激光推動(dòng)的探測(cè)器可以快速行駛，足以逃離太陽(yáng)系，達(dá)到比新視野號(hào)探測(cè)器高5倍的速度。研究人員說(shuō)，這些由低功率激光器驅(qū)動(dòng)的航行航天器原型，可以為快速太空探索和未來(lái)的星際飛行鋪平道路。
【來(lái)源：cnBeta.COM】
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