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宇宙飞船最快速度 宇宙飞船的速度

速度宇宙飞船最快速度

飞船的速度(飞船的最快速度)
你在太空中使用光能推动宇宙飞船吗？
400年前，著名的天文学家开普勒曾经设想过一种航天器，可以在太空中空只靠太阳光，不需要任何能源 。
对于我们现代人来说，这应该指的是太阳帆飞船，它是一种利用太阳光的光压进行太空飞行的飞船，目前被认为是唯一一种可以搭载人类走出太阳系的飞船 。
长期以来，人类一直渴望找到一种新的动力方式，以摆脱对火箭的单一依赖，因此对太阳帆技术寄予厚望 。在小说《三体III》的天梯计划中，有一艘人类发射的太阳帆飞船，经历了上千次核爆炸，把云田明送到了三体舰队的方向 。
但是阳光真的能产生压力或者推力吗？
对光能否产生压力的探索可以追溯到17世纪 。1619年，开普勒推测这颗彗星有一条远离太阳的长尾，因为太阳风在起作用 。现在我们也知道是这样的 。
所以开普勒猜想可以说是第一个提出光压的 。后来牛顿的光粒子理论自然引入了光压的概念，但是很快光波的概念就流行起来了，光压也就失去了生存的意义空 。即便如此，仍然有很多实验物理学家试图通过实验证明光有压力 。
实际上，光是由光子组成的，没有静态质量，只有动量 。当光子击中光滑的平面时，可以像乒乓球从墙上反弹回来一样改变运动方向，并给予被击中的物体相应的力 。单个光子产生的推力非常小，通常人们很难探测到 。
中午太阳最强直射地面时，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量 。
但在Tai 空中，由于没有空空气阻力，一点轻微的推力，比如太阳光的压力，就能使物体加速，于是人们就想到了风帆 。人类很早就学会了制造船帆，利用自然风自由无限的力量来弥补划桨力的不足 。
假设有一艘太阳帆飞船，直径300米，帆面面积70000平方米 。飞船的质量是500公斤，所以离开地球轨道时每秒钟的速度增加是1毫米/秒，但随着时间的推移，当它到达火星轨道时，只需要284天 。算下来，这个速度比很多化学火箭都要快很多 。
如果太阳帆的直径增大到2000米，它得到的1.5吨的推力就能把重约5吨的飞船送出太阳系 。
显然，太阳帆成本低，飞行速度快，是低技术条件下飞出太阳系，飞向星际空间空的首选 。
1984年，一位名叫罗伯特·福沃德(Robert Foward)的物理学家进行了工程分析，他得出的结论是，进行长期太空空飞行的最佳方式是向一个大而薄的帆发射高功率激光 。当激光帆采用整体圆盘布局，携带1吨有效载荷时，最高速度可达十分之一光速，飞到半人马座阿尔法星只需40年甚至40年 。
南门二
如果我们使用人类现有的最快的航天器，将需要3万年才能到达半人马座阿尔法星 。据估计，如果使用金属铍作为帆面材料，太阳帆飞船前往半人马座阿尔法星的功耗成本仅为66.3亿美元，相当于阿波罗计划投资的1/4 。
世界上第一艘太阳帆飞船是宇宙1号，重50公斤，由8块长15米的三角形聚酯薄膜帆板组成 。每块帆板的厚度比普通的塑料垃圾袋还要薄，而且它们极其坚固，表面涂有高效反光材料，总面积达600平方米 。
根据计算，宇宙一号在太阳光的微弱压力下，可以以每秒1毫米的速度缓慢加速运动，经过24小时的风帆展开，速度可以提高到161公里/小时 。如果宇宙一号能连续飞行3年，它的速度可以提高到161000km/h，宇宙一号不到5年就能到达冥王星，但很遗憾，宇宙一号正在发射 。
【宇宙飞船最快速度 宇宙飞船的速度】迄今为止，世界上最成功的太阳帆试验是日本在2010年发射的伊卡洛斯号 。伊卡洛斯帆的厚度约为7.5微米，相当于头发直径的1/10左右 。火箭发射时，帆会折叠起来存放在直径约1.6米的圆柱体外侧 。它与日本的金星探测器“晓”一起上升空 。
太阳帆在距离地球约7.7×10的6次方公里的Tai 空成功发射 。根据计算，伊卡洛斯可以在半年内加速到每秒100米 。目前，它还在宇宙中飞行 。
可以说，只要有阳光，太阳帆飞船就能不断获得动力加速飞行 。太阳帆代表了人类未来飞行的技术 。伊卡洛斯的成功实验也证明了人类未来可以利用太阳帆进行深空空探索 。
但因为地球大气层的存在，激光会衰减，理想的发射点应该是月球这种大气遮挡很少的天体 。如果未来月球上的He-3资源能够被开采，可控核聚变能够实现，那么未来我们或许能够见证一艘孤帆飞出月球，飞出太阳系，引领人类在deep 空探索领域迈出一大步 。

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