利用太陽風(fēng)質(zhì)子驅(qū)動 “電動帆”宇宙飛船推進技術(shù)開始測試
美國國家航空航天局(NASA)日前開始對具有革新性的“電動帆”宇宙飛船推進系統(tǒng)方案進行測試。這種推進系統(tǒng)可利用太陽風(fēng)使飛船以前所未有的速度進行星際航行,并能降低其對燃料的依賴。
NASA馬歇爾太空飛行中心工程師、“電動帆”項目負責(zé)人布魯斯·維格曼介紹,太陽可以非常高的速度(每秒400公里到750公里)向太陽風(fēng)中釋放質(zhì)子和電子,而“電動帆”將利用這些質(zhì)子推進飛船高速行進。 據(jù)NASA官網(wǎng)消息,這種系統(tǒng)由10到20根通電的鋁制導(dǎo)線從宇宙飛船的中心延伸出來,形成一個巨大的、圓形的“電動帆”,它可以在靜電狀態(tài)下排斥太陽風(fēng)中高速運動的質(zhì)子。質(zhì)子遭到排斥的同時會形成動量的交互,從而給宇宙飛船帶來推力。 “電動帆”上每根鋁制導(dǎo)線都又細又長,直徑只有1毫米,但長度接近12.5英里。它們張開后的大小差不多有219個足球場那么大。宇宙飛船每小時會緩慢地旋轉(zhuǎn)一周,離心力會保持這些導(dǎo)線處于張開狀態(tài)。 這次測試將使用高強度太陽能環(huán)境測試系統(tǒng),目的是檢驗質(zhì)子和電子與帶正電的導(dǎo)線發(fā)生碰撞的速率。實驗還將測試被導(dǎo)線吸引的電子。這一信息將被用于研發(fā)“電動帆”所需要的“電子槍”,它可以驅(qū)逐宇宙飛船上多余的電子來保持導(dǎo)線的電壓正偏差——這對推進系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)十分關(guān)鍵。 “電動帆”的概念最初由芬蘭氣象研究所研究員佩卡·鑒胡能提出。這一概念的發(fā)展獲得NASA創(chuàng)新先進概念計劃(NIAC)的支持。2015年“電動帆”項目進入NIAC計劃第二階段,并獲得50萬美元的資金用于進行為期兩年的調(diào)查研究。 目前制造“電動帆”飛船推進系統(tǒng)所需要的技術(shù)還處于較低的準(zhǔn)備水平。如果兩年內(nèi)在等離子體測試、模型建立和導(dǎo)線研發(fā)等方面的研究證明這種方案可行的話,設(shè)計制造這種新型的飛船推進系統(tǒng)還需要大量工作去做。這種技術(shù)進入實際應(yīng)用階段可能至少需要10年時間。 |