美國(guó)宇航局正在提供資金，用于開(kāi)發(fā)太陽(yáng)帆建造的激進(jìn)方法——一種利用太陽(yáng)輻射壓力產(chǎn)生航天器推進(jìn)的新方法。太陽(yáng)帆的大多數(shù)理論設(shè)計(jì)都依賴(lài)于極薄的紡織品——有時(shí)是以平方公里為單位測(cè)量的陣列——帶有反射金屬表面。這些涂層將太陽(yáng)光子的動(dòng)量傳遞給帆本身，從而產(chǎn)生推進(jìn)力。
(資料圖片僅供參考)
盡管美國(guó)宇航局計(jì)劃在即將到來(lái)的近地小行星偵察任務(wù)中測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)，該任務(wù)將使用配備86平方米帆的立方體衛(wèi)星，但這也是第二種替代方法的重點(diǎn)。
該組織宣布了一項(xiàng)基金，以協(xié)助由美國(guó)羅切斯特理工學(xué)院的格羅弗斯沃茨蘭德領(lǐng)導(dǎo)的研究，開(kāi)發(fā)所謂的衍射太陽(yáng)帆。
衍射帆避免使用金屬涂層，使用新設(shè)計(jì)的超材料制作紡織品，可以在各種可能的范圍內(nèi)改變?nèi)肷涔庾拥慕嵌取?/p>
通過(guò)觀察光盤(pán)播放表面光照射產(chǎn)生的彩虹效應(yīng)，很容易看出這種情況。產(chǎn)生可見(jiàn)光譜的涂層就是衍射光柵的一個(gè)例子。)
因?yàn)檠苌涔鈻趴梢砸圆煌慕嵌确瓷涔庾樱运鼈兛梢杂糜诓煌哪康牟⒅貜?fù)使用。金屬太陽(yáng)帆只使用一次光子-推進(jìn)帆-然后它們被反射回太空或被材料吸收。
無(wú)論哪種方式，它們都會(huì)丟失——而在第二種情況下，它會(huì)使帆和附著在帆上的船變暖，這可能會(huì)導(dǎo)致一系列下游問(wèn)題。
相比之下，衍射光柵不會(huì)發(fā)熱。例如，它可以利用一些光子產(chǎn)生動(dòng)量，利用其他光子產(chǎn)生太陽(yáng)能。角度正確的光子也可以被回收并反饋到系統(tǒng)中以產(chǎn)生額外的動(dòng)量。
Swartzlander說(shuō)：“我們正在開(kāi)啟一個(gè)太空旅行的新時(shí)代，它利用了大型薄帆膜上的太陽(yáng)輻射壓力。
“過(guò)去100年的傳統(tǒng)想法是使用反射帆，比如在薄聚合物上涂上金屬涂層，然后將它們分散在太空中，但你也可以根據(jù)衍射定律獲得力。與反射帆相比，我們認(rèn)為衍射帆更有效，能更好地抵抗太陽(yáng)的熱量。
“這些帆是透明的，所以它們不會(huì)吸收太多來(lái)自太陽(yáng)的熱量，我們也不會(huì)像金屬表面那樣出現(xiàn)熱量管理問(wèn)題。”
美國(guó)宇航局對(duì)斯沃茲蘭德工作的興趣在他于2018年公布了為期九個(gè)月的概念驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果后引起了轟動(dòng)。
隨著最近公布的最新資助范圍，研究人員希望在五年內(nèi)開(kāi)發(fā)出繞射風(fēng)驅(qū)動(dòng)工作衛(wèi)星的演示任務(wù)。
他說(shuō)，他的最終目標(biāo)是向太陽(yáng)發(fā)射一組風(fēng)帆衛(wèi)星，它們將在不同的軌道上著陸，并提供360度的視野。
他估計(jì)從發(fā)射到目的地的旅行時(shí)間大約是五年。