扬帆驶向月球

不寻常的发射

人们屏住呼吸，目不转睛地注视着远处地平线上的发射台。

突然，平地卷起了一阵狂风，大地猛烈地颤抖起来，烟尘翻滚着、挡住了人们的视线。一枚银白色的火箭，喷吐着明亮的桔黄色火焰，迅速地升上天空，转眼之间就在视野中消失了……

几分钟后，第三级火箭已经运行在近地点200公里、远地点35，000公里的长椭圆轨道上。当它运行到离地球最远的位置时，一枚叫做“远地点发动机”的火箭发动机点火，于是，它的运行轨道又转为一个远远摆脱了稠密大气的圆形。这时，火箭上的燃料已经用尽，而它的目标——月球，仍然在30多万公里之外。

奇怪的现象出现了:一个直径2.5米、高0.8米的圆柱形探测器和运载火箭分离后，慢慢伸出三根细长的杆子。接着，每根杆子又展开成一面巨大的“帆”——尽管形状和海面上移动的白帆很少有共同之处，但却是名副其实的帆。三面大帆的总面积，足有2，000平方米，在阳光下闪亮。

这是未来遨游太阳系的“帆船”。推动它前进的不是风，而是阳光。

以阳光为动力

光在本质上是一种波长很短的电磁波。

早在1921年，齐奥尔科夫斯基就提出了以阳光来推动宇宙飞船的大胆设想。

其实，光压造成的现象早已被人们观察过了。不论对光波是吸收还是反射，阻挡光的物体都要受到一个斥力。反射表面受到的斥力比吸收表面要大一倍。当然，与强大的太空火箭的动力相比，光压简直是微不足道的；在地球表面，与阳光垂直的每平方米反射表面受到的光压只有46微牛顿；这仅仅相当于一根头发的重量!

然而，强大的运载火箭的工作寿命是以秒来计算，而阳光的照射时间却是无限的。照射在宇宙飞船光帆上的阳光，将给飞船一个微小的、然而却是持久的加速度。这个加速度的大小将取决于光帆表面积的大小、光帆平面与阳光所成的角度，以及宇宙飞船的总质量。微小的加速度日积月累，最终将使飞船获得足以摆脱地球引力的速度。这时，它不仅可以到达月球，甚至还能到太阳系的其他行星轨道上去遨游。

“太阳帆”计划

以阳光为动力的设想吸引了许多太空工程师。尽管其原理并不深奥，但是实现这个设想却面临着一场严肃的挑战。

为了产生足够的加速度，必须采用极轻又极为坚固的反射材料来制造光帆。光帆的面积很大，为了能使它在空间顺利展开，并按照预定任务严格控制它的姿态，以便控制“帆船”的运行轨道，都需要在技术上完成一系列重大的突破。

“世界空间基金会”提出一项比较实际的“太阳帆”计划。它分为三步。第一步是在环绕地球的低轨道上作展开光帆的试验。这次试验的光帆是表面镀铝的，面积约1，000平方米，外形呈三角形。1981年8月，地面上的预备性试验已取得成功。第二步试验是在环绕地球的高轨道上试验一面2，000平方米的光帆。地面站将通过无线电来控制光帆的方向和角度、“光帆船”的操纵性和摆脱地球引力的可能性。第三步试验预计要在九十年代才能进行。那时“光帆船”将被列入探测和开发小行星的计划。

目前积极从事“太阳光帆”研究的有法国、英国、日本和美国。阳光推进的研究已经迈开了充满朝气的第一步。总有一天，宇航员们将收到地面发来这样的命令:“扬帆，驶向月球!”

(金维克摘译自法国《科学与生活》)(题图:阿勤)