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随着比尔奈的太阳能太空飞船升空科幻小说将成为事实

由科学教育家比尔·奈(Bill Nye)领导的一个非营利组织准备发起人群资助的太空任务,如果成功,将首次使用太阳帆来操纵地球轨道卫星。

太阳帆一直是科幻小说的宠儿。但是,仅在过去几年中,科学家才采取认真措施使其可行。

它们由大而轻的镜子驱动,通过反射入射光子来工作 - 就像普通镜子让你在凝视它时看到你的图像一样。

但是,这些都是为了利用光子尽管没有质量但具有动量的事实,而不是被设计用于反射。这意味着当他们从像无数小小的台球那样的合适表面上弹起时,他们非常轻柔地推动它。

单个光子的推动是微小的。但如果你在足够大的表面上照射足够的光线,效果就会增加。它不像风推着游艇帆,但它并没有听起来那么不同。

“有趣的是,它的工作原理就像一艘帆船,”奈说。

之前有一些尝试证明太阳帆的可行性,从一个名为Cosmos 1的项目,该项目在2005年发射失败,到2010年任务称为星际风筝 - 太阳辐射加速(IKAROS) ,旨在测试轻帆在行星际空间中发挥作用的能力。

但这个名为LightSail 2的新项目将是第一个尝试使用太阳帆在地球轨道上进行机动的项目。

通过内置行星协会是一个非营利性组织,致力于空间科学和探索的进步,它计划将推出6月24日,佛罗里达时间的晚上,一个猎鹰重型火箭的有效载荷的一部分,最大的火箭目前建由私人公司Space Exploration Technologies(SpaceX )提供。

“这个耗资700万美元的项目100%由个人资助 - 那些对太空飞行充满热情并愿意将自己的资金投入其中的人,”行星协会的詹妮弗·沃恩说。

她说,总共有超过40,000人捐款,从5美元到100多万美元不等。

该组织的首席科学家和LightSail项目经理布鲁斯贝茨解释说,该太空船本身就是一个“三单元立方体”。“这大约是一条面包的大小,”他说。

它仅重5公斤,降低了发射成本,并允许它与其他项目共享空间。

一旦进入轨道,它将挤出四个钴合金动臂,将部署32平方米的闪亮Mylar薄膜 - 帆本身。

“这与拳击台的大小差不多,”贝茨说,“其中一个重大挑战是如何将所有这些东西塞进一个小型宇宙飞船”。

该任务的项目经理大卫斯宾塞说,为了导航,该太空船将使用太阳能动力轮来改变整个车辆的角度,包括轻帆。

这将允许它通过改变太阳光照射帆的角度来引导。当航天器需要推动时,它将旋转以使帆面向太阳。当这样的推动将它推向错误的方向时,它将旋转,因此帆向边缘靠近太阳。

Betts说,即使帆完全朝向太阳,它的压力也会非常小 - 类似于坐在你前臂上的家蝇的重量。

但是,斯宾塞补充说,“它总是在那里,你可以使用它”。

该运载火箭将把它运送到海拔约720公里的圆形轨道上,但斯宾塞说,帆可以让它每天增加约500米。

“如果我们每天获得可观的增长,那就是胜利,”他说。

并不是说任务没有风险。斯宾塞认为,最大的一个是太阳传感器和磁力计的故障,这些传感器和磁力计用于帮助太空船了解它所指向的方向。

“那些东西必须能够正常运作才能让航天器控制自己,”他说。

错误的宇宙射线或其他辐射也可能产生软件和损坏硬件的问题。

与此同时,LightSail 2的使命也引起了宇航局科学家们的极大兴趣,他们希望在2020年发射他们自己的轻型帆推进任务,称为NEA Scout,探索一种名为1991VG 的小型近地小行星(NEA)。

这艘太空船的重量为13公斤,使用六个立方体的发射空间,并有一个82平方米的轻帆。

然而,即使是那么大的表面积也只能提供非常低的加速度 - 每秒每秒大约0.07毫米的速度,宇航局位于阿拉巴马州的马歇尔航天中心的Les Johnson解释说,这是该任务的首席研究员。

但这足以使它在两年内加速到每秒四到五公里,它将使它与小行星会合,然后慢慢飞过它。

该任务仅耗资2800万美元 - 仅为传统小行星会合任务的一小部分。

“帆真的很酷,”他补充说,“如果一切都在运转,我们可以循环再回来。这需要几个月的时间,但如果我们需要更多数据,我们就会回来。“

他补充道,他的团队和LightSail 2团队长期以来一直在沟通。

“我们都是太阳能水手,想要达到同样的目标,所以我们互相交谈,”他说。

他补充说,从技术角度来看,有趣的是NASA的轻帆和行星协会都没有使用异国情调的新材料。

“这些动臂和帆帆材料已经存在了很长时间,”他解释道。

“这使得宇宙飞船的小型化成为可能。当一切都开始萎缩时,我们可以构建的风帆突然开始变得有用加速。这就是整个领域起飞的原因。“

与此同时,LightSail 2的演习应该可以从和澳大利亚的大部分地区看到 - 基本上是赤道42度以内的任何人,Betts说。

它的亮度将取决于任何特定时刻的轻帆的角度,但如果你在正确的时间捕捉它,Betts说,“它将变得非常明亮 - 比最明亮的恒星更明亮”。

Nye补充说,在行星协会的网站上将有一个地方,您可以输入您的纬度和经度,并获取方向。

他说:“那些离赤道不太远的人很可能会不止一次地瞥见它。

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