太陽光帆技術巨大進展,LightSail 2 衛星成功利用光子輻射壓調整軌道

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 01 日 18:43 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


早在 1976 年,已故美國天文學家卡爾‧薩根就曾在節目上,談論一種裝備太陽帆的新型太空推進器。現在,由行星學會研發的太陽帆推進系統 LightSail 2 衛星,正式在高空展示了這項技術的誘人前景。

LightSail 2 衛星於今年 6 月 25 日搭著 SpaceX 獵鷹重型火箭升空(對,跟福衛七號同一班車),旨在測試以太陽輻射壓做為太空船推進力的光帆系統。和目前以化學燃料為推進動力的所有火箭、衛星不同,太陽帆推進系統不需要燃料,雖然推進力很小,但只要太陽不死不滅,它就能永遠運作下去。

光帆推進系統為展開一片巨大薄膜以反射太陽光,利用撞在薄膜上的光子反射後產生輻射壓來提供微小推力,接著科學家再調整反射風帆與太陽間的角度,以此改變太空船的前進方向。

只不過,目前打造大型太陽帆的技術尚未成熟,除了 NASA 開發中的 NEA Scout 太陽帆探測器,多數機構還不願意投入大量資金研發,這結果促成了一些民間機構自行籌措資金發展光帆技術,比如俄羅斯科技業富豪尤里‧米爾納投資 1 億美元成立的突破行動(Breakthrough Initiatives),其底下突破攝星(Breakthrough Starshot)計畫正在努力研發名為「星片」(StarChip)的光帆飛行器。

又或者由行星學會耗時 10 年、辛苦籌措來自民間各路人士的 700 萬美元資金,所打造出的 LightSail 2 立方衛星──很小一個,大概一條吐司長,重量不超過 3 磅。

其實在 2015 年時,行星學會已經發射過 LightSail 1 衛星,當時也順利部署了太陽帆,可惜軌道高度不夠高,光帆推力未能克服大氣阻力,宣告失敗;今年,LightSail 2 衛星於 7 月 23 日展開面積 32 平方公尺的太陽帆,並且終於能成功操縱光帆來調整軌道高度,在短短 8 天內將衛星的遠地點提升約 1.7 公里,首證明光帆推進系統在太空的一席之地。

NASA 的 NEA Scout 太陽帆探測器將於 2020 年中推出,用來收集附近小行星的相關數據,或許是這項新技術的最早期正式應用。未來,太陽帆技術終將帶著探測器前往更遙遠的地方。

(首圖來源:行星學會

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