中國太陽帆來了,並非首次進入太空,新航海時代我們不能再錯過了

6月23日,長二丁遙六十四火箭從西昌衛星發射中心升空,將農業農村部的遙感三十五02組A、B、C三顆衛星送入低地球軌道。然而這並非它此行的全部任務,據媒體報道,它的載荷艙還搭載了一個「太空帆」,最近在軌進行了展開試驗,展開面積達25平方米。

我國進行太陽帆測試

所謂「太空帆」,也叫「太陽帆」、「光帆」,是一種利用太陽光輻射壓做為推進力的巨型薄膜鏡片,據說厚度只有頭髮絲的十分之一,咱們可以將它理解為大航海時代的風帆。不同的是,太陽光的輻射壓非常小,需要漫長的加速過程,好處是只要有陽光或者其他恆星光線的地方都能走,所以使用太陽帆的飛船或者火箭,理論上可以進行長時間的星際旅行。

有人認為奧陌陌就採用了光帆技術

而長二丁載荷艙展開的太陽帆,面積、展收比在國際上均處於領先水平。不過,這次我們進行的試驗並非為了星際旅行,而是要進行「空間碎片減緩」,因為太陽帆除了能感受到太陽光的輻射壓之外,還可以增大近地軌道稀薄的空氣阻力,從而為火箭軌道級減速,縮短留軌時間,進而讓出寶貴的軌道資源。根據統計數據,一般近地軌道級的發射,火箭上面級要留軌五六年,裝上太陽帆之後,據說火箭的末級載荷艙,可以在兩年內再入大氣層,從而減少了太空垃圾。

長二丁載荷艙的光帆

當然,這回並非咱們首次進行太陽帆測試,早在2019年8月31日,我國就利用「快舟一號」運載火箭,成功發射了「天帆一號」太陽帆技術驗證飛行器,並在同年12月進行了驗證測試。不過,「天帆一號」並非是直接安裝在火箭載荷艙上面的,而是與民營商業航天公司天儀研究院的「瀟湘一號」07衛星進行結合,在軌成功驗證了機構壽命、材料特性和軌道高度等多項太陽帆關鍵技術,同時還驗證了其離軌能力,並探究其在空間碎片減緩中的潛在應用。

瀟湘一號07星上的天帆一號

天帆一號展開過程

而這一次,長二丁遙六十四火箭載荷艙的「太陽帆」在軌展開任務的成功,標誌着此項技術正在步入成熟化工程應用階段,這意味着以後我國的運載火箭,都可以視需要在上面級安裝「太陽帆」。「太陽帆」雖然輕,但仍需要犧牲一定的載荷能力的,作為一個負責任的航天大國,我們有責任為SpaceX公司樹立好的風氣。

我國太陽帆地面展開

在國際上,也有很多國家在研究太陽帆技術,甚至進行了實際發射,比如在2010年5月20日,日本就成功發射了世界第一個以太陽帆為動力的探測器「伊卡洛斯」號,重315公斤,太陽帆展開面積接近40平方米。雖然它的設計壽命只有半年,但據說已經存活12年多,至今仍在工作,目前已掠過金星飛往深空。

日本「伊卡洛斯」號模型

另外,在2015年,行星協會也曾首次成功發射「光帆一號」,2019年6月25日,它們又藉助SpaceX的「獵鷹」重型火箭,將展開面積達32平方米的「光帆二號」送入太空,並在一個多月後的7月31日,首次利用太陽的輻射壓成功進行了變軌。

光帆二號

進行深空旅行的辦法有很多,比如核聚變火箭、霍爾電推等等,而太陽帆飛行器相比它們,更像是一艘大航海時期的帆船,進入了宇宙空間站,充滿了古典和浪漫主義色彩,大航海時代我們不幸錯過了,現在的「新航海」時代我們一定不能錯過,期待我們過幾年發射的中國版「旅行者一號」和「旅行者二號」,能夠裝上大推力霍爾電推和太陽帆,進行太陽系邊際探測。

光帆和霍爾電推一樣,別看推力小但可以持續加速