NASA 或将发射巨型太阳帆进入太阳系外

升起电子帆

我们都看过比尔·奈的“光帆探险”,但现在我们的朋友NASA正着手将其推向更远。

在今年的NASA创新先进概念(NIAC)基金中,NASA资助了其自家的布鲁斯·维格曼(Bruce Wiegmann)及其太阳能推进专家团队,以创造太阳帆的自然演进——电子帆。他们称之为HERTS,或称“日球层顶静电快速输运系统”,您可以在这里观看一段概述其工作原理的视频

维格曼说,像奈的“光帆一号”(Lightsail-1)这样的太阳帆是基于太阳的光子压力运行的。它是一个巨大的麦拉帆,能捕捉太阳风并滑行在轨道上。但太阳风产生的压力在大约五天文单位(AU),即地球到太阳距离的五倍处就会衰减。

他的团队设计的HERTS,有一个或多个带正电的、长达12英里(20公里)的电线,从一个重1100磅(500公斤)的中央航天器延伸出来。这些电线延伸形成一个圆形帆,其正电荷受到太阳持续不断轰击的质子的排斥。沿途不可避免地会被拾取的电子会通过船载电子枪被排出,整个航天器将每小时旋转一次。它能够将推力方向调整多达30度,使其能够灵活地(相对而言)轻松地在深空中导航。

维格曼说,这个设计的最佳之处在于其速度。HERTS将能够在10到12年内到达我们太阳系的外围(日球层顶)。当然,前提是太空等离子体的物理学与科学家们所相信的一致。“慢”太阳风的传播速度约为每小时671,000英里(300公里/秒),而“快”太阳风的速度可达每小时1,565,855英里(700公里/秒)。

维格曼说:“如果有人正在考察日球层顶和日鞘之外的星际空间,我们就能在他们去世前得到结果。” 他表示,用我们目前任何其他技术,要获得相同的结果需要两倍的时间。

维格曼和他的团队设想这项技术是无人探索的未来。他们认为,如果HERTS计划被采纳,每年可以进行50-100次电子帆任务,从近地小行星的检查到对海王星或天王星等目前无法触及的行星的分析。一台HERTS每年可以执行约5-8次任务,维格曼表示,这项技术将为NASA带来更高的性价比。

NIAC第二阶段资助(最高可达50万美元)将使维格曼的项目至少再推进两年。他们计划利用这段时间来测试其设计所依据的理论(例如太阳风的行为)。如果一切按计划进行,我们可能会在2019年或2020年看到发射,并在2025-2035年获得电子帆的有意义的信息。

更正:本文在发布后进行了更新,以表明太阳风的速度比最初的表示要快。

 

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