光子如何彻底改变太空飞行

几天之后，一架SpaceX猎鹰重型火箭将从佛罗里达起飞，携带一块面包大小的卫星，没有任何东西可以驱动它，而是一个巨大的聚酯“太阳帆”。

几十年来，它一直是科学家的梦想，但最近才成为现实。

这个想法可能听起来很疯狂：通过没有发动机，没有燃料和没有太阳能电池板的太空真空推动飞行器，而是利用被称为光子的光能包的动量 - 在这种情况下来自我们的太阳。

该航天器将于周一发射，名为LightSail 2，由行星协会开发，该协会是一个促进太空探索的美国组织，由传奇天文学家卡尔萨根于1980年共同创立。

但这个想法本身已经存在了很长时间。

“在17世纪，约翰内斯·开普勒谈到了在明星之间航行，”行星协会首席执行官比尔奈告诉法新社。

开普勒理论认为帆和船“可以适应天上的微风”，“事实证明，确实存在。这不仅仅是诗歌，”Nye说，他在美国被称为“科学家”之后的孩子们电视节目让他在20世纪90年代成名，现在主持Netflix节目。

建造太阳帆并不像您想象的那样需要尖端技术。

它本质上是一个非常薄的大方块(小于人类头发的宽度)，它也是超轻和反光的。

随着光子从帆上反弹，它们以与反射光相反的方向传递它们的动量。

Nye解释说：“宇宙飞船的体积更大，更光亮，质量更低，它的推力越大。”

这些光子提供的推力很小 - 但它也是无限的。“一旦你进入轨道，你就永远不会耗尽燃料，”他说。

日本航天局于2010年发射了一艘名为Ikaros的太阳帆，但其他人未能对这一概念进行全面测试。

“这是一个浪漫的想法，时间终于来了，”奈说。“我们希望这项技术得以实现。”

无限的能量

它的前身是LightSail 1，于2015年发射。但它的任务持续了几天，遇到了问题，仅用于测试帆的部署。

LightSail 2耗资700万美元，在太空任务方面相对微不足道。预计将在轨道上停留一年，并代表更明确的概念证明。

Bill Nye，一位深受爱戴的科学传播者，在美国被称为“科学家”

“我们希望将太空探索民主化，”Nye热情洋溢，他邀请大学和企业采用这项技术。

从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射几天后，LightSail 2将打开其铰链式太阳能电池阵列，然后部署其帆的四个三角形部分，它们一起形成一个巨大的正方形。

在这次演示中，太阳能电池板将为卫星的其他功能提供电力，如摄影和地面通信。

当它围绕地球运行时，由于帆上的太阳辐射压力，它将开始增加其高度。

那么我们在不久的将来会看到所使用的技术是什么?

首先，它可以促进深空探索。虽然起飞速度比由燃料驱动的太空船慢得多，但它将继续在太空中永久加速，最终达到令人惊叹的速度。

另一个应用是将探测器保持在空间中的静止点，这将需要无限制地进行校正。例如，望远镜寻找地球附近的小行星，或需要固定在北极上方静止轨道的卫星。

“你需要大量的火箭燃料来保持静止10年。这是不切实际的，”奈说。

另一方面，光子是无限的。

作为奖励，科学家说，“你将能够从地上看到它”，用肉眼观察。