神奇的太阳帆

杨道康

太阳帆是什么帆?是不是像大海上的帆船一样靠风来航行呢?其实，太阳帆就是一种在太空飞行的航天器，即在飞船四周装上像风帆一样的帆板，靠太阳提供动力在太空飞行。大家知道，宇宙飞船上天需要携带足够的燃料，因为不管是遥远的星际旅行还是航天器进行轨道调整，都需要消耗大量燃料。但飞船的空间是有限的，燃料带多了，可供研究用的仪器就不能带太多。如果用太阳帆——这种未来最神奇的宇宙飞船，那就根本不需要携带燃料，只要有太阳就行了。因为，它的动力来源就是太阳。

太阳帆一定是靠太阳风“吹”着跑吧？如果这样想可就错了。太阳帆的动力来源是太阳光而不是太阳风。太阳风是从太阳大气最外层的日冕向空间持续抛射出来的物质粒子流，这些粒子流的移动速度可比太阳光慢多了，因此根本吹不动太阳帆。

而太阳光是由一个个细小的被称为光子的能量团组成的，光子尽管没有质量，却有动量。这些光子撞在太阳帆上时，一部分被吸收，另一部分则像乒乓球一样反弹回去，同时给太阳帆一个反作用力，靠着这个反作用力，太阳帆就可以飞行啦。

不过，太阳光的推力很小。在地球上，太阳光对每平方米面积造成的推力就像一枚1分硬币放在你手中的重量。但是，如果在太空中，太阳帆的面积很大，情形就不一样了。面积巨大的太阳帆在光的推力作用下，会一点点加速，一个月、两个月、三个月……用不了多久，飞船就会被加速到每小时24万千米的速度，也就是说，每秒钟能跑66．7千米，这样就能在200天内把500千克的宇宙飞船送上火星。如果把太阳帆的直径增加到2000米，它就能将5吨重的飞船送出太阳系。而且，由于太阳光子具有源源不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料，在太阳光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵离地球非常遥远的天体。“无燃料之负担”正是太阳帆的最大优点，在远距离的太空旅行中使用太阳帆比使用传统的火箭推进器更胜一筹。

专家们预测，未来的某一天，太阳帆飞船将踏上飞往另一颗恒星的旅程。这将需要边长1000米、密度每平方米0．1克的太阳帆；除此之外还需要一个强力激光器或微波源，为飞船提供辅助能量。这样飞船即可在太空以1/10光速的速度飞行，在40年时间内即可到达距我们最近的阿尔法半人马座恒星。

乘着太阳帆去远航，你准备好了吗?