中國儲能網(wǎng)訊：據(jù)國外媒體報道，NASA的工程師們近日公布了一項激進的推進系統(tǒng)的新細節(jié)。該系統(tǒng)或?qū)⒋蟠罂s短星際旅行的飛行時間。該系統(tǒng)將與太陽釋放的粒子發(fā)生反應，通過與光子相斥，為飛船提供飛行動力，并讓飛船以前所未有的高速運行。
研究人員表示，利用該系統(tǒng)，航天器只需十年時間便能抵達太陽風頂層，而“旅行者”探測器足足用了35年時間才走完了這段路程。他們希望能在2020年之前對該系統(tǒng)展開測試。
“我們能在10年、或12年之內(nèi)就完成旅行者號此前執(zhí)行的任務?！盢ASA馬歇爾先進概念辦公室的工程師、太陽能電子帆(E-Sail)項目的首席調(diào)查員布魯斯·韋格曼(Bruce Wiegmann)說道。“我們只用五六年時間就能抵達冥王星，只用兩年就能抵達木星?！?
他們提出的概念名叫“太陽風頂層靜電快速傳輸系統(tǒng)(Heliopause Electrostatic Rapid Transit System，簡稱Herts)太陽能電子帆項目”。太陽能電子帆不需要內(nèi)置推進劑，而是由太陽風進行推動，最終到達太陽風頂層，也就是太陽系的邊緣。
一艘緩緩旋轉(zhuǎn)的航天器將采用10至20根帶電的鋁線，打造出一張巨大的“太陽能電子帆”。“我們將把這些又長又細的鋁線接在緩慢旋轉(zhuǎn)的航天器外面，并讓它們帶上正電荷。帶正電荷的鋁線將與太陽風中帶正電荷的離子相斥，從而把飛船向前推去。這就像我們在學校里玩的磁鐵一樣，磁鐵是會同性相斥的。”
每根鋁線的直徑只有1毫米，但長度足足有12.5英里(約合20公里)，差不多相當于219個足球場的長度。太陽能電子帆將與太陽風中的光子相斥，為飛船提供前進的動力?！疤栵L中光子和電子的運動速度非常快，可以達到每秒400至750公里?！辈剪斔埂ろf格曼說道，“太陽能電子帆將利用這些光子推動飛船向前運行?！?
NASA馬歇爾航天飛行中心的研究人員們已經(jīng)開始了相關測試，這將會持續(xù)兩年多時間。他們需要確定有多少光子會與鋁線相斥，又有多少電子會與鋁線相吸。工程師們還會開展等離子體測試，并改進數(shù)據(jù)模型，用于太陽能電子帆的進一步研發(fā)。不過，專家稱該計劃存在一定的問題。
“我們正在努力改進這一技術(shù)?！表f格曼說道，“我們還在學習相關的物理知識，以便計算太陽風能夠提供多大的推力。”
這一構(gòu)想建立在芬蘭氣象研究所的佩卡·詹胡南博士(Dr Pekka Janhunen)的發(fā)明的基礎之上，但研究人員稱，還有大量工作尚待完成，也許要再過10年，這一計劃才能投入實際使用中。
隨著航天器飛行得越來越遠，太陽能電子帆的有效區(qū)域?qū)⒉粩嘣黾?。在距離為1天文單位時，有效區(qū)域約為232平方英里(約合600平方公里)，而當距離為5天文單位時，有效區(qū)域就將超過463平方英里(約合1199平方公里)。
通常來說，當使用太陽帆的航天器到達5天文單位處的小行星帶時，太陽光子的能量就會消失，導致航天器無法繼續(xù)加速。但研究人員認為，太陽能電子帆在過了這一節(jié)點之后，仍能繼續(xù)加速前進。
“我們不需要為太陽風中的光子擔心，”韋格曼說道，“光子的供應源源不斷，再加上有效面積不斷增加，太陽能電子帆將繼續(xù)加速前進，到達16至20個天文單位處，這至少是太陽帆航天器運行距離的三倍。此外，太陽能電子帆航天器的速度也要快得多?！?
NASA的旅行者1號于2012年抵達了太陽能風頂層，此時離它踏上征程已經(jīng)過去了將近35年時間。而利用這種新方法，航天器抵達太陽能風頂層的時間將縮短為原來的三分之一不到?！拔覀兊难芯匡@示，由太陽能電子帆驅(qū)動的星際探測器只需不到10年時間就能抵達太陽能風頂層?！表f格曼指出，“這將使這一類任務的科學收益產(chǎn)生革命性的變化?！?
雖然這一技術(shù)適合用來把航天器帶到太陽能風頂層，但研究人員表示，它也可以用來開展太陽能內(nèi)部的探索任務?！拔覀冊谘芯窟@一構(gòu)想時，可以清晰地發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的靈活性和適應性很強?！表f格曼說道?！昂教烊蝿蘸秃教炱髟O計師們可以根據(jù)自己的不同需求改變鋁線的長度、數(shù)量和電壓水平。太陽能電子帆是非常靈活的。”
