LightSail 2依靠太阳光子推动太阳帆进行太空航行

最后编辑于 2019年08月01日 科技

大海上的帆船只靠自然风力就能四处航行,那么在太空中的宇宙飞船,是否也可以依靠太阳光航行呢?这种异想天开的事情已经有人在做了,那就是行星协会Planetary Society的众筹项目,光帆LightSail。

在2019年6月25日,LightSail 2搭乘SpaceX的重型猎鹰火箭(SpaceX Falcon Heavy)发射到了太空。其实LightSail 2是装在一个叫做Prox-1的行李箱般大小的飞行器中,Prox-1被送入到了一个720度的圆形轨道,倾角为24度。发射7天后,Prox-1弹出LightSail 2。进行了数天时间的检查之后,LightSail 2打开了铰链式太阳能电池板。最后,在2019年7月23日,LightSail 2展开了的太阳帆(solar sail)。这个太阳帆的展开面积为32平方米。


Image from: planetory.org

至此,LightSail 2的航行就完全依靠太阳帆了,或者说完全靠太阳了。因为太阳帆的动力来源于纯物理力量的推动,即太阳光子对这个32平方米风帆的轰击。

虽然光子没有质量,但是具有动量。当光子照射到太阳帆上时,光子的大部分动量都会被转移到太阳帆上,从而在与光线照射的相反的方向上推动太阳帆前进。与短暂而强大的燃料动力不同,太阳帆可以获得连续的轻微推力,并且随着时间的推移可以达到更高的速度。火箭燃料必须被送入轨道并且随身带在飞行器上才行,而阳光则是免费、无限供应的,并且无需携带。

经过几天的运行之后,LightSail 2开始提升它围绕地球运转的轨道。在过去的4天里,LightSail 2将其轨道高点或远地点(apogee)提升了约2公里。由于大气阻力对航天器飞行的影响,LightSail 2的轨道低点或近地点(perigee)也下降了相似的数量值,这与预期一致。预计在2020年8月进行脱轨。

任务团队已经确认远地点增加的原因只能是太阳帆,这意味着LightSail 2已经成功地完成了它的主要目标,即仅依靠太阳光就可以推动微型卫星CubeSats的航行。

CubeSat是一种10立方厘米大小的微型卫星,目前已经有超过900个这样的微型卫星成功的部署在了轨道上。

其实在2015年,行星协会就通过宇宙神Atlas V火箭成功的发射了LightSail 1,这次的LightSail 2则是一个升级版,它解决了LightSail 1遇到的一些问题。

行星协会是一个非盈利太空探索组织,由Carl Sagan、Bruce Murray和Louis Friedman在1980年创立,目的是激励地球公民探索其它世界、了解自己以及在其它地方寻找生命。现在行星协会的CEO是Bill Nye。

行星协会Planetary Society网站:
http://www.planetory.org/

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