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    铝线?电子帆?航天黑科技?你听说过吗?

    2018/10/24 14:58:56

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    铝线?电子帆?航天黑科技?你听说过吗?

    铝道网】不久之前,美国国家航空航天局NASA对外公布了一个非常前卫、非常具有科技感的未来航天飞行器推进系?#24120;?#35813;系统由NASA的子机构——马歇尔航天?#34892;?#20027;导研发,称是太阳风顶层静电快速运输系?#24120;℉eliopause Electrostatic Rapid Transit System),简称太阳能电子帆推进系统HERTS。单看外形是不是特别有未来科技的感觉?是不是颠覆了你对飞行器的认识?

    电子帆的结构组成

    电子帆并不像传统意义上的帆面那样完整,作为推进系统的主体部分是一些特别细长的铝线。对,你没看错,那些细长的线就是铝线。当然这不是我们生活中常见的铝线。这些铝线极细极长,?#26412;?#20026;1毫米,粗细大概跟一根曲别针差不多,而它又超级长,足足有12.5英里,也就是20千米左右。这个长度是什么概念呢?几乎是219个足球场排在一起的长度。一个电子帆一般会有10-20根铝线组成,成辐射状由?#34892;?#21521;四周发散。火箭抵达指定位置后,由?#34892;?#21521;两端伸长铝线,由两个小火箭来推进完成铝线群的扇形展开任务。使电子帆完成终的展开形态。

    电子帆的动力来源

    当然并不是拥有这样电子帆推进系统就能在太空中扬帆起航了。星际航行中重要的就是推进动力。传统的航天发动机都是需要?#28304;?#25512;进剂,这会在火箭总质量中占据很大比例,严重制约着航天器的有效载荷和飞行距离。因而寻求更有效的推进方式一直是科学研究的方向。

    科学家?#21069;涯?#20809;投向了太阳,这个太阳?#36947;?#30340;终 极能量boss。电子帆就是利用太阳产生的太阳风来推进。与地球上由分子构成的风不同,太阳风是太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流,由质子和电子等粒子构成,而它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似。太阳风的密度是非常稀薄而微不足道的,一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘?#23376;?#20960;个到几十个粒子,而地球上风的密度则为每立方厘?#23376;?687亿亿个分子。然而太阳风刮起来的猛烈劲,却?#23545;?#32988;过地球上的风。太阳风在地球附近的速度一般是每秒350——450千米,强时能达到800千米/秒。可能单看数?#32622;?#20160;么感觉,要知道地球上猛烈的风就是台风了,12级台风的风速只是每秒32.5米以上,而这样的风速就已经是灾难了。

    由于太阳风的稀薄,使得我们对于它并没有什么直观的感知。但是其超高的速度却是电子帆这项黑科技的关键。?#23548;?#19978;,之前就有一些科学家试?#32426;?#36807;太阳风来进行星际飞行。NASA在2010年成功发射了一颗小型太阳帆动力卫星。同年5月,日本航天局名为IKAROS的太空探测器升空,证明了太阳帆用于星际航行的可能性。而与之前的太阳帆采?#20040;?#24070;效果的极薄金属板并依靠太阳光压推进不同,这个电子帆项目采用的是上面讲到的一根根铝线。这些铝线将会通上正电荷,利用与太阳风中粒子相斥的力,达到为飞船和飞行器提供动力的目的。从理论上说,它不需要任何推进剂,只要有太阳光,它就能飞行,而且飞行速度远超现有的飞行器,预计高速度可达到每秒400-750公里。

    电子帆的高速运动

    为了更好的了解电子帆,需要引入一个新的单位。天文学中常用天文单位AU,而不是我们常用的长度单位来表示距离。一个AU指太阳到地球的平均距离,大概在1.496亿千米。由于距离太阳越远太阳风越稀薄,为了保证足够的推力和加速度,电子帆的有效面积会随着航程而增大。在1AU时,有效面积为601平方千米,仅仅比芝加哥市区小一点;而到5AU时有效面积可达1200平方千米,与洛杉矶大小接近。

    电子帆的另一个优势就是,其加速距离远超太阳帆。一般太阳帆航程过了5AU,其加速就会因太阳光子能量的消散而停止。而由于?#20013;?#30340;粒子流和增大的有效面积,电子帆的加速不会停止,而是会?#20013;?#21040;16-20AU的距离。作为第 一个到达太阳系边缘的人类飞行器,2010年旅行者号在飞行了35年后完成了任务。而电子帆却可以用12年甚至更短的时间完成这项任务。所以,这项黑科技有可能会颠覆现有的推进技术。

    当然,这项技术并没有进入到发射阶段,有关被电线排斥而偏离的质子数量,?#32422;?#21463;电线吸引的电子数量仍在马歇尔太空飞行?#34892;?#27979;试,等离子体测试也在进行当中,?#32654;?#20462;正模型。预计10年内,电子帆就能正式登上航天舞台。其实,不管电子帆的未来如何,人类未来航天方面必将出现颠覆现有科技的爆炸式技术突破,我们在太空中的脚步?#19981;?#36234;来越远。只有突破性的想法,才会带来突破性的技术。

    作者:匿名42595次浏览

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      发布于 2018-05-03
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