美國太空總署開始測試電帆太空船推進技術

用太陽風將太空船高速送到太陽系邊緣
美國太空總署日前開始對具有革新性的太陽圈靜電捷運系統(Heliopause Electrostatic Rapid Transit System)電帆太空船(E-Sail)推進系統方案進行測試。這種推進系統可利用太陽風使太空船以前所未有的速度進行星際航行,並能降低其對燃料的依賴。

美國太空總署馬歇爾太空飛行中心工程師、電帆項目負責人布魯斯·維格曼(Bruce Wiegmann)介紹,太陽可以非常高的速度(每秒四百公里到七百五十公里)向太陽風中釋放質子和電子,而電帆將利用這些質子推進飛船高速行進。

這種系統由十到二十根通電的鋁製導線從宇宙飛船的中心延伸出來,形成一個巨大的、圓形的電帆,它可以在靜電狀態下排斥太陽風中高速運動的質子。質子遭到排斥的同時會形成動量的交互,從而給宇宙飛船帶來推力。

電帆每根鋁製導線都又細又長,直徑只有一毫米,但長度二十公里。它們張開後的大小差不多有二百一十九個足球場那麼大。太空船每小時會緩慢地旋轉一周,離心力會保持這些導線處於張開狀態。

這次測試將使用高強度太陽能環境測試系統,目的是檢驗質子和電子與帶正電的導線發生碰撞的速率。實驗還將測試被導線吸引的電子。這一信息將被用於研發電帆所需要的電子槍,它可以驅逐太空船上多餘的電子來保持導線的電壓正偏差,這對推進系統的運轉十分關鍵。

電帆的概念最初由芬蘭氣象研究所研究員佩卡·鑑胡(Pekka Janhunen)能提出。這一概念的發展獲得美國太空總署創新先進概念計劃的支持。

2015年電帆項目進入創新先進概念計劃第二階段,並獲得五十萬美元的資金用於進行為期兩年的調查研究。

目前製造電帆太空船推進系統所需要的技術還處於較低的準備水平。如果兩年內在等離子體測試、模型建立和導線研發等方面的研究證明這種方案可行的話,設計製造這種新型的太空船推進系統還需要大量工作去做。這種技術進入實際應用階段可能至少需要十年時間。

【圖:美國太空總;文:節錄自國家航天局網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

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