的运行轨迹。
太阳帆的原理其实很简单。
太阳光虽然没有质量,但有动量。
光子撞到帆面上,会把自己的动量传递给帆面,产生微小的推力。
在地球轨道上,每平方米帆面受到的推力只有9微牛,相当于一枚硬币重量的十万分之一。
此刻,她拿起一小片薄膜样本示意陆安:「这是聚醯亚胺薄膜,厚度只有几微米,是目前太阳帆常用的材料。但我们的要求要高得多,我们需要1000平方公里的帆面,这是目前最大太阳帆的几万倍。」
1000平方公里,那是14万个足球场的面积。
帆面面积确实需要这么大,因为太阳光压太小,要产生足够大的总推力,只能靠面积堆砌。
设计的自标是,当小行星在2035年前后接近太阳,距离约1.5亿公里时,光帆持续作用一年,累积效应下的推力是非常可观的。
关键是这个推力是免费的,而且可以和发动机同时工作,相当于多出20%的刹车能力。
帆面材料是关键技术,传统聚醯亚胺强度不够,支撑不了1000平方公里的结构。
解决方案是用月壤拉制的超细纤维复合膜,把月壤熔融后拉成直径几十微米的纤维,再编织成薄膜。
这样材料可以就地获取,不需要从地球运输。
国内目前已经做出来了。
月壤的主要成分是矽酸盐,加入少量添加剂后,可以熔融拉制成纤维。
这些纤维的强度不亚于玻璃纤维,而且耐高温、抗辐射。
把它们编织成薄膜,再涂覆一层反射层,就是理想的帆面材料。
赵曼君调出一段实验视频,一台小型的拉丝机正在运转,从喷嘴中流出的熔融物质被高速牵引,形成一根细长的丝线,缠绕在卷筒上。
「这是实验室规模的,到了月球上,我们需要建大型拉丝厂,年产几百吨纤维。」
末了,陆安沉吟片刻,询问道:「帆面面积1000平方公里,质量多少?」
「约5000吨。」赵曼君调出估算表,「帆面本身厚度只有几微米,每平方米质量约5
克,1000平方公里就是5000吨。支撑结构需要碳纤维骨架,约2.5万吨。加上部署机构、
控制
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