让太阳送我们去太空

太阳风吹动太空船

太阳是一颗能量巨大的恒星，一直向宇宙空间吹送太阳风，它的主要成分是质子和电子。科学家设想，跟风吹动帆船的道理一样，太阳风也应该可以吹动太空船，如果在太空船上装一个大大的帆，那就可以将太阳风对太空船的压力转化为动力。这样，太空船就可以一直获得能量，能够长时间在宇宙中航行了。

太阳光中携带能量粒子，也就是那些光子，尽管不具有质量，但它们拥有光冲量，所以，从冲量守恒定律来分析，光子在反射时会损失一定的能量，而这部分能量会作用在太阳帆上，因此能将太空船推向相反的方向，使其能够持续前行。如果太阳帆研制成功，太空船就可以从太阳那里获得所需要的能量。据推测，跟当今最快的飞船相比，太空帆船的速度要快4至6倍，能达到每小时24万千米。

加速前进，太空帆船加油

小朋友，你知道太空帆船的原理了吗？是不是很简单啊？可惜的是，它只能在宇宙空间运行。在太空中，太阳光照射到任何东西上，都会给予轻微的压力。但是，我们在地球上却感觉不到，因为我们有保护伞——大气层。因为大气一直在不停地流动，所以来自太阳的压力被抵消了。离开地球后就不同了，我们没有了大气的保护，也没有其他介质来影响压力，所以阳光产生的压力会越来越大。

在理想状态下，当太空中不存在任何阻力时，太空帆船会接受阳光微弱的压力，并在其推动下以每秒1毫米左右的速度前行，而且会一直加速。假如能持续飞行3年，那飞船速度就会达到每小时160 930千米。直到现在，还没有飞行器能达到这一速度，跟最先进的人类宇宙探测器“旅行者”号相比，太空帆船的飞行速度要高出2倍呢！

太空帆船的帆好大哦！

如果想得到充足的动力，那就要获得足够多的阳光，因此，太空帆船的帆一定要够大，而密度则必须得小。科学家认为，船帆的边长要有200米，密度最好在每立方米1至5克之间，这样才有可能进行一些远距离的探测。

当船帆的密度为每立方米1.5克时，阳光在帆上产生的推力就能等于太阳的引力。这时，航天器便可以运行到太阳的极地上方，并且能长时间地停在那里观察太阳的活动。科学家们都希望那一天早点儿到来，因为人类制造的航天器还没有到达过太阳极地的位置。

没有太阳风怎么办？

将来的某一天，太空帆船不会再满足于停留在太阳系内部，它会计划去另一颗恒星探险。那时，人们可能会造出长l 000米、密度为每立方米0.1克的船帆。因为那里没有太阳风，所以，为了保障飞船所需要的能量，这艘太空帆船还需要一个强力激光器及一个反射装置。强力激光器发出的光比太阳光强6倍，它会沿着地球的轨道运行。在土星和海王星之间，会有一个面积为692 402平方千米左右的巨型聚焦透镜，用来反射强力激光器的光。

这艘飞船的速度会很快，能达到光速的十分之一，差不多40年的时间，它就可以到达距太阳系最近的阿尔法半人马座恒星。不过，人类目前的技术水平还十分有限，还需要我们投入更多的时间和精力进行研究。

人类发射过几艘太阳帆飞船？

迄今为止，人类共发射过4艘太阳帆飞船。2001年和2005年，人类曾发射过两艘太阳帆飞船，但它们都以失败告终。2010年，日本研制的“伊卡洛斯”号太阳帆飞船、美国研制的“纳米帆-D”号太阳帆飞行器先后升空。其中，“伊卡洛斯”号是一艘双能量太阳帆宇宙飞船，它不仅利用光子反推力进行星际旅行，而且还拥有太阳能电力装置。这种双保险的设计，是人类的又一次尝试。