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2010年5月21日,一艘耗资3500万英镑的国际第一艘一起使用太阳能电力和光子反推力进行星际游览的太阳帆宇宙飞船伴随“晓”号金星探测器,由H-2A运载火箭一起发射升空,而且一起飞往金星,这艘飞船就是“伊卡洛斯”号,它是由日本研发的国际上第一艘太空帆船。

伊卡洛斯(Ikaros)这位希腊神话的英豪与Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun(太阳辐射驱动的星际风筝船)的英文缩写共同,故而将此飞船命名为“伊卡洛斯”号。

约翰尼斯•开普勒在数百年前就设想过乘坐依托太阳光作为驱动力的飞船遨游太空。

我们都知道光是由没有静态质量但有动量的光子构成的,当光子碰击到润滑的平面上时,能够像从墙壁上反弹回来的足球相同改动运动方向,由于力的作用是相互的,这样的动作会给被碰击物体相应的作用力。单个光子所发生的作用力微乎其微,可是很多的光子碰击所带来的作用力将是质的改动。光在太空之中传达8分15秒后(也就是太阳到地球的间隔),光在每平方米面积上发生的做同理不到一达因,还不到一只蚂蚁的分量。因而,为了取得高加快度,太阳帆有必要很大很薄很轻外表有必要非常润滑。

以伊卡洛斯”号的帆为例,它约为十四平方米,由特别资料制成。帆厚为0.0075毫米,不到头发丝的非常之一。在发射的时分,帆将会折叠起来,比及发射升空太阳帆将像一把伞相同翻开,像御风的帆船相同御光而行。

飞船在太空中细小的力都能够让它加快,太阳帆板外表涂满了反射资料,使得她像一面镜子相同极具反光性,当太阳光照耀到帆板上时,帆板反射出光子,对帆板发生反作用力,推进飞船行进。由于太空中飞船没有阻力所以只需光子不断打在光帆上,飞船就会发生加快度,速度会越来越快,光不断加快不间断。这就是太阳帆御光而行的基本原理。阳光的优点就是永久不会干涸(太阳寿数的结尾也是50亿年之后的作业),只需有阳光,就会不断推进飞船加快行进,假定飞船以每秒1mm的加快度行进,就是如此小的加快度,可使质量约0.5t的航天器飞抵金星为164天、水星为183天、火星为322天、木星为6.6年、土星为17年、天王星为49年、海王星为96年、冥王星为145年,假如太阳帆的直径增加到2000平方米,则太阳帆就能把质量约5t的航天器送出太阳系。这实在是一个令人振奋的音讯,不过我们也别太达观,由于跟着间隔的加大,太阳脱离=飞船也会越来越远,光子所带给帆板的作用力也会越来越小,也就是说飞船的加快度会越来越小直到挨近,可是依照人类现在的水平,在加快度很低的情况下,通过长期的加快也会使得飞行器抵达一个很可观的速度。

那怎么处理这个加快度衰减的问题呢?光帆技能应运而生,在太阳光减弱到必定程度,建在地球上的激光基站将会对飞船帆板进行照耀直到确保飞船抵达其巡航速度,在飞船抵达目的地前再开端作业,以协助飞船下降速度,抵达目的地。

当人类老练把握此项技能后那太空船的燃料问题将会得到处理,长间隔星际游览将不再是愿望。

在2015年7月,霍金曾宣告发动一项人类前史上规模最大的外星才智生命的查找举动,而这项方案所用到的关键技能就是太阳帆技能,探测器在轨道上打开太阳帆,一组高能激光将为探测器加快直到光速的20%,二十年到抵达达半人马座阿尔发星并展开探究作业。