太阳帆航天器简介

太阳光本质上是电磁辐射,主要由可见光和少量的红外光、紫外光组成。光具有波粒二象性,光对被照射物体施加的压力称为光压。光压的存在说明电磁波有动量。?

在远离大气层的太空中,没有影响光压的介质。太阳帆上每平方米的光压为0.48×10-6吨。宇宙1的太阳帆面积为530.93平方米,光压获得的推力为255克。?

如果太阳帆的直径增大到300米,其面积为70686平方米,光压获得的推力为0.034吨。根据理论计算,这个推力可以让一艘重约0.5吨的飞船在200多天内飞向火星。如果太阳帆的直径增大到2000米,将得到1.5吨的推力,可以将重约5吨的飞船送到太阳系外。由于来自太阳的光提供了无穷无尽的能量,装有大量太阳帆的航天器可以以每小时24万公里的速度行驶。这个速度比火箭推进的飞船快4到6倍。?

为什么小于飞船重量的推力仍能推动后者加速?因为在太空中运行的飞船处于失重状态,没有空气阻力,只要加一点力,运动的方向和速度就会发生变化。比如发射地球静止轨道卫星时,卫星首先进入大椭圆地球同步转移轨道。当它运行到赤道上空3.6万公里的高度时,遥控指令启动卫星上的远地点发动机,后者产生的推力只有几十公斤,却能使重达数吨的卫星移入地球静止轨道,到达预定位置。原因是增加的推力使卫星产生了一个新的速度,这个新的速度和原来的运动速度结合在一起形成了最终的速度。远地点发动机在完成任务后会关闭,只有在卫星偏离预定位置时才会重新点火重置。太阳帆受到了光压,不仅可以改变宇宙1的轨道,还可以加速它的飞行。?