NASA新太阳帆设计可通过弯曲光线来实现对航天器的有效推进

2022年05月25日 15:44 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

NASA已经选择了一个迷人的新项目进行进一步开发,该项目被称为衍射太阳帆(Diffractive Solar Sail)。通过在光线照射到帆上之前对其进行弯曲,这个装置可以比传统的推进技术更有效地推动航天器。

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在化学火箭和离子推进器的时代,展开一个巨大的帆并在宇宙中航行似乎相当古板,但这可能是一种可行的推进方法。太阳帆通过利用太阳光施加的压力推动航天器。虽然这种力相当小,但如果有足够大的表面积以及足够轻的材料和足够的耐心,那么它就可以形成驱动和引导航天器。

这个想法实际上已经被讨论了几十年时间,甚至在太空中多次测试。最近,行星协会(Planetary Society)的LightSail 2展示了如何利用太阳光来改变航天器的轨道。

然而这项技术仍有改进的余地--太阳帆在阳光直射时产生最大的推力,这限制了它们能行驶的方向和它们的机动性。新衍射式太阳能帆概念则是为了提高收获阳光的效率。

这项技术顾名思义,是基于衍射现象的。从本质上讲,当光波通过一个小缝隙时,它们开始在屏障的另一侧呈扇形散开。为了利用这一点,衍射太阳能帆将由嵌入薄膜的小光栅制成,然后将照射到它们的阳光散开。得到的最终结果是一个更高效和可操纵的航天器。

该项目团队称,这项技术将使航天器能到达其他航天器所不能到达的地方。如他们暗示可以将这些航天器组成的星座放置在太阳两极的轨道上以改善空间天气的预测。

衍射太阳帆项目已被选为NASA创新先进概念(NIAC)计划第三阶段的一部分。该团队将着手优化帆的材料本身并进行地面测试,进而为未来的太空任务做好设计准备。

NASA局长比尔·纳尔逊说道:“随着我们比以往任何时候都更远地进入宇宙,我们将需要创新、尖端的技术来推动我们的任务。NASA的创新先进概念计划有助于释放有远见的想法--如新颖的太阳帆--并使它们更接近于现实。”

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