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松鼠的空天随笔

 
 
 

日志

 
 

Ikaros的逐日之旅  

2010-06-12 11:48:52|  分类: Space |  标签: |举报 |字号 订阅

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Ikaros的逐日之旅 - squirrel - 松鼠的空天随笔

Ikaros艺术想象图

        Ikaros太阳帆在6月10日正式完全展开,并开始进行加速,成为人类历史上上第一面太阳帆。虽然原定展开时间有所推迟,但是毕竟获得了成功。在技术上说,一个全新的领域在我们面前展开。这是日本人的一小步,但却是人类的一大步!

 

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Ikaros实际展开过程 

        传统方法使用化学燃料火箭加速,由于化学燃料比冲问题,总加速度很低,因此深空探测不得不倚靠大行星间借力飞行来加速,达到对外太阳系星星进行探测,或是更快的第三宇宙速度。虽然电推发动机开始实用化,例如美国深空一号就是用离子发动机进行了长期飞行,但离子发动机的加速度也仍然有限,而大功率离子发动机面临电力供应的问题,需要太大的太阳能电池板,即使如此也无法提供足够的电力,如果使用核反应堆,技术上倒是可以提供足够电力,但要面临绿色环保组织尤其是反核组织强大的压力,政治不正确很难在短期内实现。

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Ikaros图片拍摄角度

        太阳帆的实用化,将带来一场革命,尽管加速慢,但总加速度很大,可以迅速抵达小行星带外侧的类木行星,或是更远的奥尔特云。美国航空航天局(NASA)曾经明确说过,太阳帆是目前抵达100~200AU(AU,太阳到地球的平均距离,约1.5亿公里)太阳系与星际空间的交界的最好恐怕也是唯一的技术。

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Ikaros的展开后照相机拍摄的图片

        根据物理学家计算,一个直径1公里、质量360千克的太空帆,在距离太阳0.1AU时,光压能使它的最大加速度达到大约0.6g,持续加速下,可以获得越来越大的速度,最后可以加速到让目前人类"莫名惊诧"的速度,2.5年后抵达太阳系与星际空间的交界,在30年内,它能飞行2500AU,足以去彗星发源地奥尔特云(Oort cloud)进行探索。

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奥尔特云示意图  

       如果Ikaros在年底前抵达金星的过程中顺利验证了太阳帆的技术和可靠性,JAXA将在未来10年左右的时间内发展更大的太阳帆进行木星探测。除了JAXA,美国行星学会也在发展太阳帆,虽然由于俄罗斯火箭等问题太阳帆实用落到日本之后,但是新的LightSail太阳帆也将在2010年底之前升空。一个新时代,深空探测的新时代开始了!继60~70年代美苏大规模探测月球,火星,金星和旅行者号略过外太阳系类木行星后,随着太阳帆的实用,人类的深空探测能力即将迎来新的飞跃,未来10~20年内,太阳帆即将把人类的视野伸向真正的深空,而这一切的起源,只是小小的靠着H-IIA F17打入金星转移轨道的Ikaros。

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 日本将使用中型太阳帆探索木星和小行星

       卡尔萨根曾经很高兴的目睹人类深空探测器游历太阳系各大行星的时代,他觉得他处在一个空前绝后的时代,此前人类没有能力探索深空,此后人类大概对太阳系的探索习以为常,但是他错了,人类航天技术的进步远没有我们预想的快,航天飞机复用降低飞射费用失败,曾经规模庞大的自由号空间站缩减为国际空间站,至于20世纪70年代无数人深信无比的90年代会有的月球基地更是没影子的事情,现在NASA仍然在为月球和火星烦恼:-) 我们这一代人真的很幸福,能够身处这样一个时代:美国,中国,欧洲,俄罗斯,日本和印度,所有具有航天发射能力的国家都竞相投入深空探索,准备建设有人或是无人的月球基地。核均势下没法打热战,各大国的热情和野心,为国家威望进行的新一轮竞赛的热度,肯定要比冷战时期壮观了。在技术上,电推技术全面成熟,太阳帆即将成熟,人类的视野将投向此前不敢奢望的深空。旅行者号仅仅是飞掠,新一代探测器肯定就要对外太阳系的大行星进行抵近详细探测的。不出意外的话,我的有生之年,不仅能看到探测器对处在远日点的哈雷彗星的探测,还能看到超级太阳帆探测器发来的奥尔特云深处的壮观场面。我们看到的彗星,来自奥尔特云,但是奥尔特云的彗星进入地球轨道附近的,可是百分之一甚至千分之一都没有呢,天空中无数彗星的老家,想想就让人热血沸腾啊Ikaros的逐日之旅 - squirrel - 松鼠的空天随笔

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