自古以来,人类在探索未知的征途中,大海与宇宙成为了两大向往之地,前者激发我们驶向远方的地平线,后者则让我们憧憬无边的星际。长久以来,风帆是人类航海的主要动力,而今,这一古老智慧正被应用于浩渺太空。
最近,NASA 成功发射了一艘特别的“帆船”——Advanced Composite Solar Sail System 3(简称ACS 3),进入太空领域。与传统依靠燃料的航天器不同,ACS 3 利用太阳光子作为推进能源,如同海上的帆船借助风力,实现了无需化学燃料的太空之旅。
尽管太空无声且真空,缺乏驱动帆船所需的风,但密集的太阳光子却提供了新的可能。每秒钟,数不尽的太阳光子穿越地球轨道,它们虽无质量,却携带动量。当这些光子碰撞并被太阳帆反射或吸收时,就能传递能量,使ACS 3 得以缓慢而稳定地加速,在宇宙中遨游。
为了实现这一目标,ACS 3 设计精巧,体积仅相当于一台微波炉,重量轻至14千克,远轻于同类卫星。关键在于其可展开的巨大太阳帆,面积达80平方米,与一个小公寓的大小相当。这面帆的展开需依赖四根既轻又强的复合材料吊杆,它们能承受太空极端环境,并巧妙地收纳以节省空间,最终形成一个菱形结构。
今年8月,ACS 3 在新西兰成功升空,并完成了太阳帆及吊杆的部署,标志着其在低地球轨道上利用太阳光推进的旅程正式开启。这不仅是一次技术验证,也是对未来太空旅行方式的探索,有望增进我们对太阳系的认知。
太阳帆的概念源自20世纪初的科学设想,随着《2001:太空漫游》等科幻作品的普及,以及包括中国“天帆一号”在内的各国研究进展,这一无燃料推进技术逐渐从梦想走向现实。虽然科幻故事中常将太阳帆与人类生存危机相连,现实中,各国的太阳帆项目正携手开辟和平探索宇宙的新途径,如同昔日帆船引领人类征服海洋,今日的太阳帆正引领我们向星辰大海进发。
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