太空航行的新能源

太空航行的新能源：太陽帆

文章摘要：在科幻小説中，太陽帆飛行器如同反物質與離子發動機技術一樣，似乎都屬於未來科技，或者這些技術只能在科幻小説中找到，但是最新的科學研製成果告訴我們，太陽帆飛行器是存在於現實世界中。科學家探討在太陽系中如何使用最少的燃料以達到最遠的目的地，而太陽帆技術可以實現這個想法。…

在科幻小説中，太陽帆飛行器如同反物質與離子發動機技術一樣，似乎都屬於未來科技，或者這些技術只能在科幻小説中找到，但是最新的科學研製成果告訴我們，太陽帆飛行器是存在於現實世界中。科學家探討在太陽系中如何使用最少的燃料以達到最遠的`目的地，而太陽帆技術可以實現這個想法。除了進行行星間的航行外，研究人員還提出各類太陽帆衞星，分佈於地球周圍的空間中。

美國國家航空航天局一直在研究太陽帆技術，並使之實用化。該衞星由另一個衞星在軌道上釋放，目前正在地球軌道上繼續收集有價值的數據。

為了使科幻變成現實，美國宇航局的工程師正在測試太陽帆展開技術定位技術，目前僅停留在軌道運行階段，還不能作為深空飛行任務的主要動力。太陽帆飛行器的工作原理主要是依靠太陽發出的光子，在空間飛行器巨大的展開薄膜面上產生光壓，以推動飛船前進。這個技術原理類似於在水面上航行的帆船，只是不以風作為動力。由於太陽光子產生的光壓較小，所以需要很大的帆結構才能捕獲更多的光子，雖然在初始加速段產生的速度很小，但是隨着時間的推移，可對一個小型飛船產生足夠的推力，並最終加速到相當高的速度。

研究人員將技術示範的太陽帆操作面積提升了7倍，這項試驗技術將適用於未來的太空任務，比如空間天氣預警系統，提供及時準確的太陽耀斑活動警報，而且增加的太陽帆面積使得獲得太陽光子的總能量增加，可對飛船產生更大的推力，這在未來的行星際航行中可產生可觀的速度效果。

將太陽帆技術應用於飛船將使其具備初始的任務執行能力，比如地球軌道上運行太陽帆衞星可以不間斷長時間清理地球軌道上的空間碎片，由於這類衞星不需要攜帶自身動力，完全依靠太陽帆驅動，可以長期在軌道上逗留，同時其還可以幫助壽命將至的衞星輔助脱離軌道，加快報廢衞星的降低軌道銷燬過程，以及與此相反的軌道高度維持任務。

另一種太陽帆飛船將離開地球，連續加速到達太陽系內的其他行星，甚至飛出太陽系。