太阳帆由一些巨型反光镜组成。当太阳光子射向镜面时,太阳帆可由此获得推力。5年前,本?福德兄弟在研究如何增加太阳帆推力时发现,将微波能射向很薄的碳网孔太阳帆时,太阳帆获得的动力能比预期的增强几倍。他们最终发现,是微波能中的热使一氧化碳气体从太阳帆表面逃脱,逃脱过程所产生的反作用力,使太阳帆获得了额外的推力。
在即将出版的《天文学》期刊上,本?福德介绍了如何利用太阳帆一个月到达火星的设想。他说,科学家先用火箭将宇宙飞船送入地球轨道,在宇宙飞船打开跨度为100米的太阳帆后,地球上的发射器将微波发射至太阳帆,以加热其上的涂层分子。根据计算,1小时的微波发射能量可将宇宙飞船加速到每秒60公里,比目前任何行星际宇宙飞船速度都快。这需要有60兆瓦微波束能,其波束直径与跨度100米的太阳帆相当,并能跟踪加速的宇宙飞船。但现有的微波传送系统尚无法实现这样的微波束能。
新的挑战是如何配制易挥发的涂料。理想的涂料应能“留住”大量像氢一样轻的气体,这些气体仅在极高温度下才能被释放。高速气体分子被释放后,会使反作用力达到最大。最理想的情况是让所有涂料都被汽化,从而推动微米厚的太阳帆继续飞向火星。美国宇航局格林研究中心的物理学家兰迪斯说: “尽管还有很多细节尚待解决,但这一设想是有意义的。”
科技日报
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