宇宙飞船的速度（宇宙飞船最快速度）
宇宙飞船的速度(宇宙飞船的最快速度)
你在太空中用光能推动宇宙飞船吗？
400年前，著名的天文学家开普勒曾经设想过一种航天器，它只能靠太阳光在太空中旅行空，没有任何能量。
对于我们现代人来说，这应该指的是太阳帆航天器，它是利用太阳光的光压进行太空飞行的航天器，目前被认为是唯一能够将人类带出太阳系的航天器。
长期以来，人类一直渴望找到一种新的动力方式来摆脱对火箭的单一依赖，因此对太阳帆技术寄予厚望。在小说《三体III》的阶梯计划中，有一艘人类发射的太阳帆飞船，它遭受了数千次核爆炸，将云田明送到了三体舰队的方向。
但是阳光真的能产生压力或推力吗？
对光是否能产生压力的探索可以追溯到17世纪。1619年，开普勒推测这颗彗星有一条远离太阳的长尾，因为太阳风在起作用。现在我们也知道是这样的。
因此，开普勒猜想可以说是最早提出光压的。后来，牛顿的光粒子理论自然引入了光压的概念，但很快光波的概念流行起来，光压失去了生存空。即便如此，仍然有很多实验物理学家试图通过实验证明光是有压力的。
实际上，光是由没有静态质量但有动量的光子组成的。当光子击中光滑的平面时，它们可以像乒乓球从墙上反弹回来一样改变运动方向，并给被击中的物体施加相应的力。单个光子产生的推力很小，通常人们很难探测到。
中午太阳最强，直射地面时，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量。
但是在Tai 空中，因为没有空空气阻力，一点点轻微的推力，比如阳光的压力，就能加速物体，所以人们想到了帆。人类很早就学会了做帆，利用自然风自由无限的力量来弥补划水动力的不足。
假设有一艘太阳帆航天器，直径300米，帆面面积7万平方米。飞船的质量为500公斤，因此离开地球轨道时每秒钟的速度增加为1毫米/秒，但随着时间的推移，当它到达火星轨道时，只需要284天。经计算，这个速度比许多化学火箭快得多。
如果太阳帆的直径增加到2000米，它获得的1.5吨推力将能够把重约5吨的航天器送出太阳系。
显然，太阳帆是飞出太阳系进入星际空间空的首选，成本低，飞行速度快。
1984年，一位名叫罗伯特·福沃德的物理学家做了一个工程分析，他得出结论:进行长期太空空飞行的最佳方式是向一个大而薄的帆发射高功率激光。当激光帆采用整体圆盘布局，搭载1吨有效载荷时，最大速度可达光速的十分之一，飞向半人马座阿尔法星仅需40年甚至40年。
rigil kentaurus如果我们使用人类现有的最快的航天器，将需要3万年才能到达半人马座阿尔法星。据估计，如果使用铍金属作为帆面材料，太阳帆飞船前往半人马座阿尔法星的旅程的功耗成本仅为66.3亿美元，相当于阿波罗计划投资的1/4。
世界上第一艘太阳帆航天器是宇宙1号，重50公斤，由8块长15米的三角形聚酯薄膜帆板组成。每块帆板的厚度都比普通塑料垃圾袋薄，而且极其牢固，表面涂有高效反光材料，总面积600平方米。
根据计算，在太阳光的微弱压力下，Cosmos-1可以以每秒1毫米的速度缓慢加速运动，在帆展开24小时后，速度可以提高到161公里/小时。如果宇宙一号能够连续飞行3年，它的速度可以提高到161000公里/小时，宇宙一号不到5年就可以到达冥王星，但很遗憾，宇宙一号正在发射。
迄今为止，世界上最成功的太阳帆试验是日本在2010年发射的“伊卡洛斯”号。伊卡洛斯帆的厚度约为7.5微米，相当于头发直径的1/10左右。火箭发射时，帆会折叠起来存放在直径约1.6米的圆柱体外侧。它随着日本的金星探测器“肖”上升。
太阳帆在距地球约7.7×10至6次方公里的Tai 空成功发射。根据计算，伊卡洛斯可以在半年内加速到每秒100米。目前，它还在宇宙中飞行。
可以说，只要有阳光，太阳帆飞船就能不断获得动力加速飞行。太阳帆代表了人类未来飞行的一项技术。伊卡洛斯号的成功实验也证明了人类未来可以利用太阳帆进行深度空探索。
但是由于地球大气的存在，激光会衰减，理想的发射点应该是月球，一个几乎没有大气阻碍的天体。如果未来月球上的He-3资源能够得到开发，可控核聚变能够实现，那么在未来，我们或许能够见证一艘孤帆飞出月球，它将飞出太阳系，带领人类在深空空探测领域迈出一大步。
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