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光子推进:3天内抵达火星(内含中文视频)

2018-02-11 09:00 来源:ag游戏平台官网编辑整理

视频版权:SciShow Space;
字幕翻译:天文志愿字幕组(有错误的地方望各位指出)
翻译审核:@一个呆子两个呆子

说明注解词

最近有很多关于太空科技的传言,有一种新太空科技能在三天内把宇宙飞船送到火星上

甚至是几光年外的系外行星

这些听起来似乎是科幻小说中发生的事

但是加利福尼亚圣大学圣塔芭芭拉分校的研究团队

正在研究一种新的太空旅行体式格局

这种体式格局叫做光子推进,这需要一系列巨大的激光来推进飞船

如果能行的话,这将被用于探索其他星系

但是这是一个很斗胆勇敢的假设NBut that’s a big if.

这项工程叫做DEEP-IN,它的目标是使用电磁加速飞船

使其可以或许以接近光速行驶,让飞船飞得足够快,这样星际旅行

才有意义

现如今,我们的宇宙飞船使用化学体式格局加速也就是烧燃料来加速

这样也很快

它们只是没有快到能在合理的时间内到达其他星系NThey’re just not fast enough to travel to other stars in any reasonable amount of time,

这就是电磁加速产生的意义所在

搭载了DEEP-IN系统的宇宙飞船不是用化学燃料而是

用电磁辐射的能量来推动的,具体而言是一组由太阳供能的巨大的

激光的能量

这个激光阵列技术本身是另外一个完整的项目叫做“靶向小行星及勘探的定向能量系统”或者

叫DE-STAR,同样由这一团队

研发

你可能已经从它的缩写中注意到了

DE-STAR是一个多用途的镭射系统

比如,它的毁灭性

DE-STAR的主要用途是保护地球,经由过程转移一些朝我们飞来的小行星

或者是蒸发掉宇宙中的一些残骸

由光子驱动的推进是一件让人激动的事--十分让人激动的事

这基于光有强大的推动能量,这一能量来自光子的NIt’s based on the idea that light has a lot of pushing power, which comes from its

动量

在地面上行走的我们可能感触感染不到这种推动力,但是外太空的巨大反射屏切实其实能

感触感染到这个推力

这就是太阳帆的工作原理,并且我们已经在太空飞船上NThat’s the science behind solar sails, and we’ve already built spaceships that use

使用这项技术

当光中的光子撞上了太阳帆,光子的动量得到转移给飞船

并且推动宇宙飞船朝前遨游飞翔了一点

DE-STAR的激光可以提供大量的光,我们可以对太阳帆更进一步NDE-STAR’s lasers would provide lots of light that we could use to take the solar sails

甚至可以入手下手建造搭载激光帆的宇宙飞船

我们可以看到,太阳帆是有缺陷的,因为来自太阳的光有各种不同标的目的的光子

但是激光帆是一束集中的光子直接射向

激光帆

这就相当于洒水器和消防水栓的区别NIt’s like the difference between a sprinkler and a fire hydrant. When it gets hit by that

当激光束打在激光帆上的时候,任何和它连在一起的东西比如说宇宙飞船将入手下手

和它一起在太空中快速移动

一艘搭载了激光帆的宇宙飞船不用带那么多的燃料,这将会使它具有一个NA ship that used a laser sail wouldn’t have to carry as much fuel, which would mean that

更加小的质量

理论上来说,它还可以飞的特别很是特别很是快

当激光阵的输出功率为50-70千兆瓦时,一个100千克和旅行者一号差不多大的飞船

可以或许以1.5%的光速行驶。这将是旅行者一号的最高速度的

300多倍NVoyager’s top speed.

但是利用激光来驱动的宇宙飞船其实不是一件容易的事情,我们还有许多挑战需要

去面对

较小的探测器需要三天可以到达火星,而较大的宇宙飞船可能

需要一个月

但是我们需要一个巨大的边长大约是10千米的方形激光阵NBut we’d need a giant, square laser array that’s 10 kilometers long on each side -- which

这显然会带来一些比较棘手的问题。

把东西送进太空都是昂贵的,更不用说100平方千米的高功率NGetting stuff to space is expensive, let alone 100 square kilometers’ worth of high-powered

激光设备

而且就算把所有东西都运到了正确的地点,把他们正确的组装起来也

是好不容易的

建一个去火星的激光帆高速飞船也是很困难的

据研究表明,激光帆的厚度只能有一微米厚,也就是千分之一NAccording to the researchers, it would have to be only a micron thick -- that’s a thousandth

毫米

但是为了正常工作,这个比头发丝还要薄的激光帆必须和飞船本身一样重。

这意味着它将会是一个巨大而薄的并且可以或许

在高速行驶时保持稳定

并且....还有一个问题我们没有解决,那就是达到目的地后该如何NAnd … we also have no idea how to slow the spacecraft down once it gets to wherever it’s

减速呢?

也就是说,如果我们要发射一艘三天内到达火星的飞船,我们自己可能要NSo if we’re talking about sending ships to Mars in 3 days, we’re probably getting

提前到达那里

为了让这个研究成为现实,首先我们得先造一个小得多的

激光

如果NASA选用他们的设法主意的话,他们的第一步NThe team’s plan -- assuming NASA chooses to move forward with their idea -- is to start

将建一个只有一平方米的激光阵列Nwith a laser array that’s only one meter square.

然后再想办法建造更大的激光阵,直到最后我们NThen we’d just keep building bigger sets of lasers, until we eventually figured out

可以或许造出边长10千米的激光阵Nhow to build one that’s 10 kilometers on a side.

然后我们就能够来发发射我们的Wafer Sat了

这种微型航天器虽然重不过一克,但必须有传感器NThese miniature spacecraft would weigh no more than a gram, but they’d have sensors,

电源,微型的推动器和通讯设备

然后巨大的激光阵可以把WaferSat加速到25%左右的光速

它们可以到达几光年外,帮我们探索星际空间和

和系外行星

他们甚至可以或许在发射15年后达到临近的

半人马α星系

所以呢,在用激光来推动各种遨游飞翔器之前,我们也还需要NSo, there’s still a huge amount of research, technology development, and testing needed

大量的研究,科技发展和测试,哪怕只是发射一个小飞船

在可以或许几天之内到达火星这一目标前,我们仍然有很长一段路NAnd it’s going to be a very long time before we’re zooming over to Mars in just a few

要走

但这是有可能的

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