自古以來,,人類在探索未知的征途中,,大海與宇宙成為了兩大向往之地,前者激發(fā)我們駛向遠方的地平線,,后者則讓我們憧憬無邊的星際,。長久以來,風帆是人類航海的主要動力,,而今,,這一古老智慧正被應用于浩渺太空。
最近,,NASA 成功發(fā)射了一艘特別的“帆船”——Advanced Composite Solar Sail System 3(簡稱ACS 3),,進入太空領(lǐng)域,。與傳統(tǒng)依靠燃料的航天器不同,ACS 3 利用太陽光子作為推進能源,,如同海上的帆船借助風力,,實現(xiàn)了無需化學燃料的太空之旅。
盡管太空無聲且真空,,缺乏驅(qū)動帆船所需的風,,但密集的太陽光子卻提供了新的可能。每秒鐘,,數(shù)不盡的太陽光子穿越地球軌道,,它們雖無質(zhì)量,卻攜帶動量,。當這些光子碰撞并被太陽帆反射或吸收時,,就能傳遞能量,使ACS 3 得以緩慢而穩(wěn)定地加速,,在宇宙中遨游,。
為了實現(xiàn)這一目標,ACS 3 設計精巧,,體積僅相當于一臺微波爐,,重量輕至14千克,遠輕于同類衛(wèi)星,。關(guān)鍵在于其可展開的巨大太陽帆,,面積達80平方米,與一個小公寓的大小相當,。這面帆的展開需依賴四根既輕又強的復合材料吊桿,,它們能承受太空極端環(huán)境,并巧妙地收納以節(jié)省空間,,最終形成一個菱形結(jié)構(gòu),。
今年8月,ACS 3 在新西蘭成功升空,,并完成了太陽帆及吊桿的部署,,標志著其在低地球軌道上利用太陽光推進的旅程正式開啟。這不僅是一次技術(shù)驗證,,也是對未來太空旅行方式的探索,,有望增進我們對太陽系的認知。
太陽帆的概念源自20世紀初的科學設想,,隨著《2001:太空漫游》等科幻作品的普及,,以及包括中國“天帆一號”在內(nèi)的各國研究進展,這一無燃料推進技術(shù)逐漸從夢想走向現(xiàn)實。雖然科幻故事中常將太陽帆與人類生存危機相連,,現(xiàn)實中,,各國的太陽帆項目正攜手開辟和平探索宇宙的新途徑,如同昔日帆船引領(lǐng)人類征服海洋,,今日的太陽帆正引領(lǐng)我們向星辰大海進發(fā),。
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