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第五节 第三种推进形式:光压推进系统与磁压推进系统(1 / 7)

?如同帆船可以乘著风前进一样,太空船也可以乘著光前进。采用此类推进方式之系统被称为光压推进系统。电磁波是具有动量的,马克斯威尔导出的电磁场方程序中便已指出这点。

光的辐射压效应是目前设计高轨卫星与行星探测船的主要考量因素,因为它造成的力矩会扰动太空船的航道,在一万哩的高度以上是太空飞行体的主要扰动来源。目前这种形式的光压动力被用在行星探测船上,但主要是用于姿态修正而非作为推力。比如航海家四号便以改变光压力矩作为姿态控制。作为主要推力的光压系统的最简单概念便是太阳帆,用一块镜子放在太空中,它自己就会受到太阳光压而前进。

太阳帆的制造在技术层面上有些麻烦,因为它必须非常薄,同时面积要非常大。但这并不是完全办不到的那种困难,而是效率方面会因为技术水平的不足而滑落。太阳帆目前已有成品,前苏联曾经在太空站上测试介于太阳帆与大面积反光板之间的产品,另外以光压为主要动力的太阳帆成品则是民间的一些业余团体作制造。「世界太空基金会」(WorldSpaceFundation)与「法国光子动力推进联盟」(FrenchUnionPourlaPromotiondela-PropulsionPhotonique)便已于几年前造出小型光帆航行载具,并希望能在1992年哥伦布发现新大陆五百周年时能让此太阳帆航向月球。但这些业余团体无法支付火箭发射费用,同时也没有其它班次的发射载具能让他们的产品搭便车,所以至今仍然没有发射入太空。

单靠太阳光压的光帆的优点不需要花费任何燃料成本,缺点是推力太低加速过慢,同时远离太阳的地方光压会过低。其推力可由以下公式求得:

F/A=2(S/C)

根据经验太阳能流量(Solarflux)S=(3.1*10^25)/R^2

其中F/A为每平方米的推力值(牛顿),C为光速(3*10^8m/s),S为以

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