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天津北方網訊 21日晨與日本金星探測器『曉』號一同昇空的,還有一個被稱為小型太陽能電力帆實證機的衛星,它也要飛往金星。在飛往金星的半年航程中,它可以不使用燃料,因為它僅靠沐浴陽光便可獲得無盡的動力。
這就是日本的『伊卡洛斯』號,它是世界上第一只太空帆船。昇空後,其內部的太陽能電池薄膜將像帆船的帆一樣展開,使太空帆船以太陽粒子撞擊帆面後產生的作用力為動力,嘗試在太空飛行。
『伊卡洛斯』號的帆約為14米見方,由聚?亞胺樹脂制作,這種材料在手機基板中也得到應用。
科研人員介紹說,光的粒子照射到帆上以後,會被反射回來,『伊卡洛斯』號利用的就是反作用的壓力。據估計,接收太陽光能後,帆將受到約0.2克的壓力。雖然這僅相當於1日元硬幣五分之一的重量,但是在沒有重力和空氣阻力的宇宙空間,這種力度將在沒有任何損耗的情況下被積累起來,形成的動力可供加速和軌道控制。根據計算,在半年時間內,『伊卡洛斯』號能夠加速到每秒100米。
『伊卡洛斯』號的帆厚約7.5微米,相當於頭發絲直徑的十分之一左右。在火箭發射的時候,帆將會折疊起來,收藏在直徑約1.6米的圓筒形機體外側。進入太空後這麼薄的帆能否順利展開是成功的關鍵。由於帆非常輕且沒有支柱,因此將通過旋轉機體,釋放出安裝在四角的墜子,利用離心力,使帆展開成正方形。研究人員曾利用折紙探索了折疊的方法,還利用氣球懸掛樣品,研究了在空氣阻力很小的約37公裡的高空展開帆的方法。
如果能夠順利地於約半年後抵達金星,『伊卡洛斯』號將完成驗證實驗,隨後它將飛過金星,繼續飛向太陽附近。
雖然太空帆船構想100年前早已有之,但是由於難以開發出帆的材料和在太空中展開帆的技術,有關構想一直未能成為現實。美國2001年和2005年曾發射過試驗機,但都由於發射失敗或技術難題而未取得成功。
『伊卡洛斯』號的名稱來自希臘神話,神話中的『伊卡洛斯』由於過於靠近太陽,導致身上粘結羽毛的蠟融化而墜落。但是項目研究小組負責人森治表示:『如果 伊卡洛斯 號飛得過於靠近太陽而墜落,就是最理想的結果。』研究人員將來還准備實施太陽帆船前往木星的航行。計劃在約35米見方的太陽帆上安裝利用電力運轉的離子發動機,同時利用帆上的太陽能電池發電提供部分電力。
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