登陆注册
31923900000023

第23章 理论上太阳帆飞船到达冥王星所花的时间

依靠风帆作为航船推进的动力,这种方式自古有之,但你听说过利用帆来驱动的宇宙飞船吗?

早在400多年前,德国天文学家开普勒就曾提出这个设想,希望制造一种仅依靠太阳光作为动力就可邀游太空的“宇宙帆船”。19世纪法国科幻作家凡尔纳在《从地球到月球》一书中也曾提出“太阳帆飞船”。

但直到20世纪,科学家们认识到太阳光是由具有一定动量的光子组成的,速度达30万km/s,当这些光子撞击到物体时便能产生反作用力。尽管这种力量极其微小,每平方米的推力甚至还不如一只蚂蚁的力量大,但只要“帆”的面积足够大,飞船就可像帆船借助风力推进一样,借助太阳光的推力前进。

从20世纪60年代开始,美国、俄罗斯以及欧洲和日本的航天科学家开始研究如何利用太阳光粒子使其成为宇宙飞船的动力。传统的运载火箭依靠其携带的化学燃料通过燃烧时所产生的冲力来推动航天器飞行,但火箭发动机仅燃烧几分钟,以后航天器完全靠惯性飞行或借助行星的引力加速,而太阳帆飞船尽管开始时速度很慢,但太阳光对帆的推动会一直持续下去,最终使飞船达到非常高的速度。通过改变帆相对于阳光的角度,可以控制太阳帆飞船的航行速度,或令其改变飞行方向。

为了最大限度地从阳光中获得加速度,太阳帆必须造得很大很轻,而且表面要光滑如镜,以便将阳光尽可能全部反射出去,增大飞船的推力。根据理论计算,如果帆的面积为60万m2,可获得的速度增量是1mm/s,1天后太阳帆的速度就可达到310km/h,12天后达到3700km/h,100天后达到1.6万km/h,1年后便可加速到5.8万km/h。按照这样的速度,飞船不出5年就能到达冥王星。而美国目前航行速度最快的“新地平线号”飞船,需要9年多时间才能到达那里。1977年发射的“旅行者号”飞船花了27年时间才飞到太阳系的边缘处,而太阳帆飞船不出10年便会赶上它。

实际上在太阳系中航行,离太阳越远,光线就越弱。一旦飞船飞出木星轨道以外,阳光便无法再为飞船提供加速的动力。一些科学家提议,飞船上可自备激光装置,用激光推动太空帆前进。利用这种方法,太空帆飞船到达距离地球最近的恒星半人马座(距离地球4.3光年)只需数十年,而普通飞船需要花8万年才能到达那里。

同类推荐
  • 探索未知-认识微生物

    探索未知-认识微生物

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 星球保卫战:土地需要我们的保护

    星球保卫战:土地需要我们的保护

    关爱自然,热爱地球,爱她的青山绿水,爱她的碧草蓝天,爱她的鸟语花香……我们要真正学会保护地球,让我们手挽手,肩并肩,心连心,筑起一道绿色的环保大堤。捍卫资源,捍卫环境,捍卫地球,捍卫我们美好的家园吧!我们要更加自觉地珍爱自然,更加积极地保护生态,努力走向生态文明新时代,作为新时代青少年的我们,关注生态文明责无旁贷。
  • 怎样做好计算机操作员

    怎样做好计算机操作员

    本书以问答的形式介绍了计算机操作的相关知识,内容包括:计算机的组成、键盘的更改设置、输入法的设置、计算机常见的应急处理等。
  • 开阔眼界的奇趣故事

    开阔眼界的奇趣故事

    我们的世界充满着美妙的幻想和冒险的勇气,我们的作品记录下的,不仅是有趣的故事,还有我们天马行空的想象:多少奇趣,多少故事。多少思考,多少悠远!
  • 气象:阴晴冷暖早知道

    气象:阴晴冷暖早知道

    本书是关于气象的科普读本,向读者介绍了众多奇怪的天气现象:千姿百态的云、五彩缤纷的雪花、神秘的大雾、怪雨、奇特的龙卷风等。内容涉及所有的大气现象及人们最为关心的一些天气气候热点问题,帮助读者更深入地了解气象科学,强化人们的气象意识,帮助读者了解气象,用好气象服务产品。图文并茂,理论与现象结合,阐述简明,通俗易懂,适合广大青少年及对气象感兴趣的读者阅读。
热门推荐
  • 暗夜予

    暗夜予

    你不入地狱,谁入?黑夜降临,罪恶无限;暗夜无边,只身闯入。一起坠入地狱吧…………你回眸一笑,即众生颠倒,你是天边的一抹暖阳。没了你,这世间百态又有何意义。……囍
  • 007之代号维罗妮卡

    007之代号维罗妮卡

    007回来了,看007再次拯救世界,究竟又有着什么样的危机酝酿呢?
  • 诸天黑化从火影开始

    诸天黑化从火影开始

    《新书:从此刻开始让全火影一起看广告》穿越火影世界,从漩涡鸣人开始黑化。鸣人:“如果这就是我守护的木叶……那就让他彻底摧毁吧……”金木研:“错的不是我,是这个扭曲的世界……”路飞:“这就是你们口中所说的正义?那我宁愿永世为恶……”(ps:半幕后流、半幕后流)扣扣群:930527636
  • 邪王的懒妃

    邪王的懒妃

    懒人系列终回本:常言,偷得浮生半日懒。当不能偷得浮生又想懒时怎么办?当然是光明正大地懒啦!从小懒到大的庄书兰就是这样想的!当前世成为记忆时,庄书兰更是决定将这懒人做到底。管他冷嘲热讽也好,闲言碎语也罢,她庄书兰不会因此而改变!且看懒人如何笑傲官场沉浮,冷看朝野纷乱!————情景一:“美男,来,给本姑娘笑一个!”一手托起某男精致的下巴,拇指轻刮着脸颊,“啧啧,这肌肤,比姐姐我的还要好!哎!平日里用的是哪个牌子的保养品啊?”……某男呆状,第一次有种叫耻辱情绪袭上了心头——他居然被一个还未并笄的小女孩子给调戏了!情景二:“跟了本宫,他日你就是一国之母,光宗耀祖!”某男拦下某女,半带着威胁地喝着。“光宗耀祖这件事,不归臣管,你去找别人吧!”轻弹去不知何时落在肩膀上的树叶儿,微微一笑,“时辰不早了,臣得回府休息了!”情景三:“你想从这游戏中退出?”媚眼一抛,却让人不寒而颤。“我还有权力说不吗?”某女惨淡一笑,带着狡黠,“既然是你将我带入这游戏中,你怎么可以置身事外?所以,我们成亲吧!”情景四:“……新娘请下轿!”第一声,无人答应……“请新娘下轿!”第二声,还是无人答应……“请新娘子下轿!”直到第三声时,轿里忽地传来慵懒的声音,“呀!我怎么睡着了?四儿,现在什么时辰?为何迎亲的轿子还不来?”————〖精采多多,敬请期待。〗————懒人系列:总裁的懒妻帝君的懒后懒凰天下风流佳人系列:风流女画师新坑:轻松+现代+都市+网游+青梅+竹马=恋上恶男友情链接:逍遥王爷的穿越妃本色出演绝焰煞神
  • 好员工与企业共同成长

    好员工与企业共同成长

    画家在此借圣母子的故事,描绘了一幅极富世俗特点的母子情深的图景,来表现人间生活的情趣与人性的美好。古典油画技巧把人物塑造得栩栩如生,圣母是美丽、善良、慈祥的永恒母爱象征,圣子则体现了幼小生命的纯真可爱。由圣母子关系构成的主题,隐喻着人性美、和平、宁静、安祥。画面采用了黑白对比、冷暖对比及透视画法,明快简洁。
  • 这场大战有点怪(第一部分)(千种豆瓣高分原创作品·品历史)

    这场大战有点怪(第一部分)(千种豆瓣高分原创作品·品历史)

    这个专栏要写的不是二战通史,只是想说明白这样一个问题:在上个世纪,日本向中美英各国发动大战的根本原因到底是什么?1987年,出生在日本的美国著名历史学家入江昭发表了一部专著The Origins of the Sencond World War in Asia and the Pacific,也就是《亚洲及太平洋战争的起源》。他从日本国内权力斗争和大国外交关系的角度,解释了中日大战和太平洋战争之所以爆发的原因,提出了很多新观点。本专栏的写作参考了该书主要内容,但并不是对它的简单翻译。那是史学行家写的学术著作,所以内容比较简洁,不会提及多少基础知识。因此,我打算用大量相关资料进行充实,以比较好玩轻松的语言来叙述,力求让大家看清楚那场大战的真正由来。这个专栏打算讲明白一个重要的历史问题:在上个世纪,日本为什么要向中美英各国发动大战?关于这个问题,中国的各种胡说八道实在太多,包括教科书。因为某些原因,这段历史的很多细节并没有被大多数人所了解。我不会站在民族主义和国家主义的立场上来写故事,事实是什么样,就应该写成什么样。
  • 仙世录

    仙世录

    张南穿越到修真世界,没有练成绝世武功,也没有走上人生巅峰,却成了上极门的掌门。何为道?存乎一心,一道化万象!万载仙缘,求的是永生还是本心?看他如何改天换地,谱写永恒大道!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 大唐第一少

    大唐第一少

    新书《这个三国不正常》已发,求收藏,求推荐!三百万字人品保证,大家可以收藏一波,养肥,另外,跪求诸位将推荐票统统留给新书,拜谢!出生、封侯,经历大唐的波澜壮阔一片繁华盛景支撑着的大唐的锦绣江山东有三韩倭岛,口蜜腹刀;西有高原沙漠,狼子野心;北方虽定,然反复无常,一草原的墙头草,肥了谁家的骏马......愿这大唐,一世长安。订阅群号:114386580
  • 祭天命

    祭天命

    风云暗起,动荡九州。一朝浮生梦,功垂万骨灰。他说若他为王,我必定为他开疆扩土。其实我们的目的都是一样的,出发的本身都不是为了自身。天命不足畏,若当真以天命来定我二人良心,我便执剑为刃剖心立血为誓,来祭这一场所谓的天命!一步一缘,一步一劫。古道桥边的说书人又说到了第几段?他一手挽着她的手道:“你可还记得我在梅子树替你埋了一壶酒,这次回来也该是启封的时候了。不知你厨艺可曾长进了?”她倚着一树桃花,眼中的光彩犹如漫天灿烂星辰,还好世事沉浮他没错过她,还好风云变换,她还在等她。那一日桃花树下,她说,你这么久没回来,我的厨艺生疏了。“哦,那是为什么?”“因为吃的人不在了,煮的人也就不用心了。”