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比起光帆外星人或许更喜欢电帆 1011-11-10 01:11:11 来源:科技日报 作者:罗攀 责任编辑:罗攀 1011年11月10日 01:11 来源:科技日报参与互动

  “先进文明可能更倾向于使用电帆而非光帆”

  近期美国哈佛大学理论与计算研究所研究人员亚伯拉罕·勒布针对这个很多人都好奇问题向外媒做解答勒布与美国佛罗里达理工学院航天物理与空间科学系研究人员马纳斯维·林加姆合作研究发现在大多数恒星附近电帆比光帆更好推进系统

  少工质推进航天器潜力股

  “目前大多数航天器依赖于喷气推进式发动机通过大量气体高速喷出产生反作用力即推力然而如果航天器想要冲出太阳系走向更广袤星际空间这种高度依赖工质推进方式显然并经济划算远航能力也受自身携带燃料量限制”近日北京理工大学宇航学院副教授谢侃在接受科技日报记者采访时表示

  工质即实现热能和机械能相互转化媒介物质也可看成推进剂或燃料如果想要摆脱工质限制就要想办法从空间环境中“汲取能量”提高续航能力

  谢侃告诉记者近年来越来越多研究者将目光投向少工质甚至无工质推进方式包括早已应用光帆以及“新生代”磁帆和电帆

  光帆概念由来已久早在上个世纪10年代就有人开始思考怎样“驭光而行”如今光帆已然在航天器中成功应用如美国地球卫星“光帆1号”、日本宇宙探测器IKAROS等光帆工作原理大体为太阳辐射出光子撞击光帆表面金属镀层时被反射实现动量交换给予航天器飞行动力

  除光子太空中还普遍存在着等离子体等离子体带有相同电量正电荷和负电荷粒子组成个整体总体呈电中性

  上世纪10年代有学者打起等离子体主意提出磁帆概念——利用太阳辐射出带电粒子在固定磁场中偏转而将部分动量传递给航天器以获得加速度种推进方法

  11世纪初电帆思路随之问世学者设计电帆外形与光帆、磁帆中常见平板状帆板同最开始渔网状如今更倾向于伞骨状电帆主体结构主要由导电铝线“绳子”构成每条铝线上都带有电荷通过与空间中带电粒子相吸相斥原理产生动力

  隐蔽性和续航性同时兼顾

  光帆尺寸大动辄几十公里且受限于光子在远离恒星区域或被其他天体遮蔽阴暗处光帆能发挥推动作用就极其有限相比而言磁帆和电帆更具有深空航行潜力毕竟空间中几乎所有区域都有带电粒子身影

  谢侃也认同外星文明或许更倾向于电帆观点

  “外星人存在吗?他们在哪里?”这天文学界乃至人类直努力寻找答案问题费米悖论指出科学推论可以证明外星人进化要远早于人类他们应该已经来到地球并存在于某处;然而迄今为止公开资料表明人类并未发现任何有关外星人存在蛛丝马迹

  “会会外星人曾经来过却并未被我们发现?没有人知道答案”谢侃告诉记者至少我们现阶段认知范围内光帆应该外星文明最佳选择光帆续航能力暂且论反射光子工作原理就注定以光帆为主动力航天器无论走到哪里都像面巨大镜子——光灿灿、明晃晃如果外星文明进化更早、曾经掠过地球那我们可能发现;如果外星文明尚未进化成我们现有水准那么在探测其他文明时未证实对方敌友之前想必也会采取如此“高调”方式

  相比而言电帆和磁帆就隐蔽很多“尤其电帆几乎会向周围发射明显可探测信号个名副其实空间‘影子’”谢侃说

  然而平均1立方厘米空间中仅存在1个带电粒子稀薄程度也让人们对电帆速度担忧众所周知宇宙距离动辄以光年计量这意味着航天器速度要达到光速量级航行时间才能与人类短暂寿命相匹配要知道人类历史上第艘星际空间探测器“旅行者1号”从发射升空到飞离太阳系花整整11年

  稀薄带电粒子决定电帆需要大量时间加速林加姆表示电帆通过反复接近恒星最终可以达到0.1倍光速但他们估计这需要在100万年时间里“遭遇”1万次但从人类寿命尺度上看100万年太漫长

  “如果宇宙中存在长寿物种那么电帆就种相当方便和节能方式可以在数百万年长时间段里探索银河系”林加姆说

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