星空背厚 作品
第三十四章:太陽帆的原理和由來
熱門推薦:
而太陽帆飛船的原理也是非常的簡單，太陽帆飛船靠陽光漫遊太空，不攜帶燃料並一直加速，是唯一的在不依靠核能或者其他高級能源如反物質能的能源情況下把飛船送出太陽系的方法。
著名天文學家開普勒在四百年前就曾設想不要攜帶任何能源，僅僅依靠太陽光壓提供推力能就可使宇宙帆船馳騁太空。但太陽帆飛船這一概念到20世紀20年代才明晰起來。
關於光有壓力的探索最早可以追朔到17世紀，一六一九年開普勒猜測彗星的尾巴之所以背向太陽，是因為存在一種太陽風將其吹開，知道導致彗尾背向太陽的原因主要是陽光的壓力，所以開普勒所以開普勒的猜想可以作為第一個牽涉到光壓領域的論述。
後來牛頓主張的光微粒說則很自然地引進了光壓的概念，但不久光波的概念就開始普及，光壓也就失去了生存的空間。即使如此，仍舊有眾多實驗物理學家試圖以實驗證明光具有壓力。例如一八七三年威廉·克魯克斯就設計了輻射計。
在一個半真空的容器內有這樣的四片金屬葉片，它們都是一面塗黑，另外一面是塗白，然後放置於針尖上。用光源照射它就會使它們開始旋轉，克魯克斯由此認為發現了光壓。但實際上，這是空氣分子的壓力導致，由於容器內沒有抽空，所以黑色部分吸收熱量導致的溫度增高會加熱這面的空氣分子，使之熱運動加快，對於葉片的壓力大；而白色部分吸收熱量少溫度低，這面的空氣分子熱運動慢，壓力就小，其綜合效果就是葉片開始旋轉。簡單來說，光粒子“打”到太陽帆上，會產生反作用力，在藍星由於有空氣阻力，這個力非常小，但在太空，阻力為零，太陽帆的速度便會很可觀，而且這個速度會疊加，也就是說，阿波羅號到月球需要三天左右，而太陽帆則需一個月，但如果去火星，阿波羅號至少要幾年，而太陽帆只需幾個月。
人們知道，光是由沒有靜態質量但有動量的光子構成的，當光子撞擊到光滑的平面上時，可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向，並給撞擊物體以相應的作用力。單個光子所產生的推力極其微小，在藍星到太陽的距離上，光在一平方米帆面上產生的推力只有0.9達因，還不到一隻螞蟻的重量。因此，為了最大限度地從陽光中獲得加速度，太陽帆必須建得很大很輕，而且表面要十分光滑平整。
而太陽帆飛船的原理也是非常的簡單，太陽帆飛船靠陽光漫遊太空，不攜帶燃料並一直加速，是唯一的在不依靠核能或者其他高級能源如反物質能的能源情況下把飛船送出太陽系的方法。
著名天文學家開普勒在四百年前就曾設想不要攜帶任何能源，僅僅依靠太陽光壓提供推力能就可使宇宙帆船馳騁太空。但太陽帆飛船這一概念到20世紀20年代才明晰起來。
關於光有壓力的探索最早可以追朔到17世紀，一六一九年開普勒猜測彗星的尾巴之所以背向太陽，是因為存在一種太陽風將其吹開，知道導致彗尾背向太陽的原因主要是陽光的壓力，所以開普勒所以開普勒的猜想可以作為第一個牽涉到光壓領域的論述。
後來牛頓主張的光微粒說則很自然地引進了光壓的概念，但不久光波的概念就開始普及，光壓也就失去了生存的空間。即使如此，仍舊有眾多實驗物理學家試圖以實驗證明光具有壓力。例如一八七三年威廉·克魯克斯就設計了輻射計。
在一個半真空的容器內有這樣的四片金屬葉片，它們都是一面塗黑，另外一面是塗白，然後放置於針尖上。用光源照射它就會使它們開始旋轉，克魯克斯由此認為發現了光壓。但實際上，這是空氣分子的壓力導致，由於容器內沒有抽空，所以黑色部分吸收熱量導致的溫度增高會加熱這面的空氣分子，使之熱運動加快，對於葉片的壓力大；而白色部分吸收熱量少溫度低，這面的空氣分子熱運動慢，壓力就小，其綜合效果就是葉片開始旋轉。簡單來說，光粒子“打”到太陽帆上，會產生反作用力，在藍星由於有空氣阻力，這個力非常小，但在太空，阻力為零，太陽帆的速度便會很可觀，而且這個速度會疊加，也就是說，阿波羅號到月球需要三天左右，而太陽帆則需一個月，但如果去火星，阿波羅號至少要幾年，而太陽帆只需幾個月。
人們知道，光是由沒有靜態質量但有動量的光子構成的，當光子撞擊到光滑的平面上時，可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向，並給撞擊物體以相應的作用力。單個光子所產生的推力極其微小，在藍星到太陽的距離上，光在一平方米帆面上產生的推力只有0.9達因，還不到一隻螞蟻的重量。因此，為了最大限度地從陽光中獲得加速度，太陽帆必須建得很大很輕，而且表面要十分光滑平整。