四川新闻网-成都晚报讯
据2月27日英国《观察家报》报道，俄罗斯和美国合作开发的“太阳帆”卫星——“宇宙一号”定于今年3月底发射。航空科学家认为，“太阳帆”可能是人类进行星际旅行的惟一希望，因为它无须火箭燃料，只要有阳光存在的地方，它都能不断获得进行加速飞行的动力。
神奇的“太阳帆”
俄塔社报道说，这颗重100公斤的卫星由美国方面下订单，俄罗斯拉沃奇金科学生产联合体负责建造，耗资400万美元。在进入距地面大约800公里的圆形轨道以后，卫星携带的“太阳帆”将打开，折叠的帆板会像花瓣一样展开，形成由8片“花瓣”构成一个直径约30米、面积600多平方米的圆盘。圆盘接受日光压力并驱动航天器运行，改变圆盘与太阳的倾角方式可以调整速度。这些“花瓣”呈三角形，是用聚酯薄膜材料制成的，每个“花瓣”的厚度比普通的塑料垃圾袋还薄。这些“花瓣”就像直升机翼片一样，可以通过调整角度来改变飞行方向和速度。
这一项飞行计划的目的旨在验证能否借助日光压力操纵航天器。首次“太阳帆”卫星发射在2001年7月以失败告终，航天器未能与火箭分离，烧毁在大气层中。
在海上随时随处发射
“太阳帆”卫星的运载工具是“波浪”运载火箭，发射平台是一艘位于巴伦支海域的潜艇。“波浪”运载火箭是由ＳＳ－Ｎ－18潜对地洲际弹道导弹改装而成的。“波浪”运载火箭被安装在现役潜艇的导弹发射筒中，并由潜艇运至适宜火箭发射的海域。这种可任意选择起飞地点的发射方式是陆地发射场所无法做到的。
发射“宇宙一号”时，航天器装在“波浪”运载火箭顶端位置的保护罩内。当航天器在运载火箭的推动下，进入距地面大约800公里的圆形轨道以后，将按预设程序抛弃保护罩，“宇宙一号”折叠的帆板会像花瓣一样展开，形成由8片“花瓣”构成一个直径约30米、面积600多平方米的圆盘。“宇宙一号”飞行约25分钟后，将按预定计划返回地球。
从想象到现实
著名天文学家开普勒早在400年前就曾设想不携带任何能源，仅仅依靠太阳光能就可使宇宙飞船驰骋太空。但“太阳帆飞船”这一概念到20世纪20年代才明晰起来。1924年，俄国航天事业的先驱康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和其同事弗里德里希·灿德尔明确提出了“用照射到很薄的巨大反射镜上的阳光所产生的推力获得宇宙速度”。正是灿德尔的设想，成为今天建造太阳帆的基础。
我们知道，光是由没有静态质量但有动量的光子构成的，当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。单个光子所产生的推力极其微小，在地球到太阳的距离上，光在一平方米帆面上产生的推力还不到一只蚂蚁所形成的重力。因此，为了最大限度地从阳光中获得加速度，太阳帆必须建得很大很轻，而且表面要十分光滑平整。
“宇宙一号”的帆板面积为600多平方米，由光压获得的推力仅为两百多克。如果太阳帆的直径增至300米，其面积则为70686平方米，由光压获得的推力为0．034吨。根据理论计算，这一推力可使重约0．5吨的航天器在200多天内飞抵火星。获得1．5吨的推力就能把重约5吨的航天器送到太阳系以外。航天器飞抵冥王星只要5年。
由于来自太阳的光线提供了无穷尽的能源，携有大型太阳帆板的航天器最终可以每小时24万公里的速度前进。这个速度要比当今以火箭推进的航天器快4倍—6倍。据重庆晨报
