美國(guó)宇航局正在為太陽(yáng)帆建造的激進(jìn)方法的開(kāi)發(fā)提供資金 - 這是一種利用太陽(yáng)光輻射壓力產(chǎn)生航天器推進(jìn)力的新方法。太陽(yáng)帆的大多數(shù)理論設(shè)計(jì)依賴(lài)于顯微鏡薄的紡織品 - 有時(shí)以平方公里測(cè)量的陣列 - 具有反射金屬表面。這些涂層將太陽(yáng)光子的動(dòng)量傳遞給帆本身，從而產(chǎn)生推進(jìn)力。

雖然美國(guó)宇航局計(jì)劃在即將進(jìn)行的近地小行星偵察任務(wù)中測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)，該任務(wù)將采用配備86平方米風(fēng)帆的CubeSat，但它也是第二種替代方法的重點(diǎn)。

該組織宣布了一筆資金，用于協(xié)助美國(guó)羅徹斯特理工學(xué)院的Grover Swartzlander領(lǐng)導(dǎo)的研究，以開(kāi)發(fā)所謂的衍射太陽(yáng)帆。

衍射風(fēng)帆避免使用金屬涂層，并使用新設(shè)計(jì)的超材料來(lái)制造紡織品，這些紡織品可以改變?nèi)肷涔庾釉诟鞣N可能范圍內(nèi)的角度。

通過(guò)觀察光線照射在光盤(pán)播放面上產(chǎn)生的彩虹效應(yīng)，可以很容易地看到這種情況。產(chǎn)生可見(jiàn)光譜的涂層是衍射柵的一個(gè)例子。)

因?yàn)檠苌涓駯拍軌蛞圆煌嵌确瓷涔庾?，所以它們可以用于不同目的并重?fù)使用。金屬太陽(yáng)帆僅使用光子一次 - 向前推進(jìn)帆 - 之后它們被反射回太空，或被材料吸收。

無(wú)論哪種方式，它們都會(huì)丟失 - 而在第二種情況下，它會(huì)使帆和它附著的船只升溫，這可能會(huì)引發(fā)一系列下游問(wèn)題。

相比之下，衍射爐排不會(huì)升溫。例如，它可以使用一些光子用于動(dòng)量，而其他光子用于產(chǎn)生太陽(yáng)能電力。正確成角度的光子也可以被回收，被反饋到系統(tǒng)中以產(chǎn)生額外的動(dòng)量。

“我們正在開(kāi)始一個(gè)太空旅行的新時(shí)代，它利用大型薄帆膜上的太陽(yáng)輻射壓力，”Swartzlander說(shuō)。

“過(guò)去100年的傳統(tǒng)觀念是使用反射帆，例如薄聚合物上的金屬涂層，并在太空中展開(kāi)，但你也可以根據(jù)衍射定律獲得力。與反射帆相比，我們認(rèn)為衍射帆更有效，可以更好地抵御太陽(yáng)的熱量。

“這些帆是透明的，所以它們不會(huì)從太陽(yáng)吸收大量的熱量，我們也不會(huì)像金屬表面那樣產(chǎn)生熱量管理問(wèn)題。”

美國(guó)宇航局對(duì)Swartzlander工作的興趣在他于2018年交付了為期九個(gè)月的概念驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果之后引起了轟動(dòng)。

隨著最近公布的最新資金范圍，研究人員希望在五年內(nèi)開(kāi)發(fā)一個(gè)由衍射風(fēng)驅(qū)動(dòng)的工作衛(wèi)星的演示任務(wù)。

他說(shuō)，他的最終目標(biāo)是向太陽(yáng)發(fā)射一隊(duì)帆衛(wèi)星，在那里他們將定居在不同的軌道上并提供360度的視野。

他估計(jì)從發(fā)射到目的地的旅行時(shí)間大約是五年。