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时间:2017-12-07

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  美国宇航局的科学家们最近公布了一种新的推进系统E-Sail的细节,它与太阳释放的粒子相互作用,产生推力,使飞船以前所未有的速度飞行。太阳帆(太阳能电池板)驱动的太空船相比,将大大缩短航天器将被发送到星际空间。

  研究人员说,这个系统在十年左右的时间里,把太空船带到了太阳系边缘的太阳风的顶端。在相同的距离,飞船花了35年。研究人员希望在2020年前后测试电子帆系统。

  用太阳风向前走

  电子帆概念全称太阳风顶部静电快速传输系统电子帆,不使用内置推进剂,而是使用太阳风作为推进力。

  帆由缓慢旋转的航天器和10到20条活铝线制成。尽管这些铝线的直径只有1毫米,但它们的长度大约为12.5英里。马歇尔先进的概念办公室,电子帆船项目的主要作者布鲁斯·魏格曼在接受英国广播公司采访时说:电子帆将使用一些质子来推动飞船前进。太阳以400至750公里/秒的速度向太阳风释放带正电的质子和电子。这些带正电的导线与太阳风中带正电的质子相互排斥,推动航天器前进。

  目前,研究人员正在马歇尔太空飞行中心展开测试,测试将持续两年多。这些测试将确定由导线偏移的质子数量和由导线吸引的电子数量。工程师还将进行等离子体测试,以改进电子帆的进一步研究和开发的数据模型。

  魏格曼说:我们正试图证明这项技术,并希望在二十世纪二十年代初执行。我们也在研究他们背后的物理学,以澄清太阳风能产生多少。

  据报道,这个概念是基于芬兰气象研究所博士Pekka Hunt博士的发明。不过,研究人员表示,这个概念还有很多地方需要改进,可能需要至少10年的时间才能付诸实践。

  老龄化优势更加突出

  随着航程的进展,电子帆的有效面积将继续增加:在一个天文单位(非盟,地球和太阳之间的平均距离约为9,300万英里),有效面积为232平方英里但是,当航程达到5个天文单位时,有效面积将超过463英里。

  增加的有效面积将使电子帆比其他推进系统具有更长的加速距离。例如,当一艘典型的太阳帆船飞向一个小行星带(5名宇航员)时,太阳质子的能量将消散,导致加速停止。魏格曼解释说:但太阳风中的质子不会消散。由于质子流的稳定流动和有效面积的不断增加,电子帆可以继续加速到16〜20个天文单位,也可以产生更快的速度。

  2012年,美国宇航局的“第一号旅行者”号历时35年,横跨121个天文单位,成为第一艘跨太阳风进入星际空间的航天器,用新方法,飞船可以完成三分之一Weigman说:我们可以用Voyager 1号飞船执行同样的任务,但是只有10年或12年的时间,有了这个系统,我们可以在五到六年内到达冥王星,这个时间是目前黎明探测器的一半在两年之内到达木星,而最近来自宇宙学的宇宙净朱诺探测器才被投入了木星五年的拥抱。

  灵活多样

  研究人员说,虽然最新的研究是为了将太空船发射到太阳风的顶端,但它也可以用来探测太阳系中的物体。随着我们对这个概念系统的研究不断深入,我们越来越发现这种方法不仅灵活而且适用于广泛的应用。设计师可以调整导线的长度,导线数量和电压,具体取决于走过的距离,是否行进到内部的太阳系,系外行星或太阳风顶。

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