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筹备数十年,万人众筹,光帆二号成功证明太阳光具有推进力

文章作者:来源:www.wxhjsb.cn时间:2019-10-09



  2019 天文在线

  在多年的计算机模拟和数次的地标测试后,由行星协会众筹的光帆二号航天器成功地利用太阳能单独进入了预行轨道。

  

  图解: 由于航天器的185度鱼眼摄像机镜头,帆在该图像中几乎完全展开,并且在边缘附近显得翘曲。图片来源:行星协会

  任务负责人就一直在优化航天器在太阳帆展开时的自身轨道。在经过一些微调后,光帆二号开始升至其近地轨道。航天器已经升至在轨道上的最高点,或者说远地点,飞行距离大概有两公里既1.2英里。近地点也就是在轨道上的最低点,也差不多是同样的距离。和往常一样,经历了关于大气层对飞行器作用的飞行前预期。这个任务团队已经证实远地点的只对太阳帆起作用,也就是光帆二号依靠立体卫星的光成功地完成了演示飞行的初期任务。

  

  “我们对于公布光帆二号任务成功的消息十分激动!”光帆项目的负责人以及行星协会首席科学家,“我们的标准是利用太阳光的压力改变飞行器的轨道来演示对立体行星的控制。这在前所未有的,我们为这个团队感到无比的自豪!这是一条艰辛而漫长的路,但是我们的确做到了!”

  光帆二号是一个里程碑,它是第一个在地球轨道上利用太阳帆推进的航天器,第一个展示太阳帆航行的小型航天器,也是继2010年日本IKARO成功发射后第一艘成功飞行的太阳帆航天器。此外,光帆二号还是第一个众筹得来的航天器,还成功地展示了一种新的光的推进力。

  

  “对行星协会来说,这一刻已经酝酿了几十年”行星协会的执行总裁Bill Nye说,“在1977年,Carl Sagan就在他的课堂上讨论过太阳帆,那时候我还是他的学生。但是这个想法可以追溯到1607年Johannes Kepler 观察到彗星的尾巴必须有太阳能才能产生。”光帆二号任务改变了宇宙飞行的规则,是宇宙探索的一大进步。

  光帆二号传回太阳帆展开时被其相机捕捉到的一张全分辨率图像。太阳在帆杆附近探出头,光帆二号的镀铝聚酯帆则在太空无止尽的黑暗中发着光。

  整个任务团队会继续运行光帆二号的轨道,直到距地距离缩小到大气层的阻力可以被太阳帆承受的地方。在整个轨道上升期间,团队会继续优化调整太阳帆的运行。

  

  “自从太阳帆的部署以来,我们一直在努力改善航天器跟踪太阳的方式”,光帆二号的项目负责人Dave Spencer说,“在我们团队对外公布我们任务成功的消息时,我们就已取得了很大的成就。我们会继续加油,继续向前!我们会继续在帆的操控性能上研究,看看我们最高可以使太阳帆升到多高。”

  其中有一个改动就是光帆二号的定向轮,它使航天器的舷边转动,在每条轨道上都向着太阳边缘,从而来控制太阳帆的推力。定向轮能“自助饱和”,在效率不那么高地驱动航天器时达到预期速度的极限。与许多航天器都利用化学推进器来减弱定向轮的力不同,光帆二号用的是电磁转炬棒,利用反地球磁场来使它朝向航天器。

  

  光帆二号的定向轮现在在一天之内达到几次饱和限制,定期将定向轮去饱和会带着航天器偏离正确的太阳帆方向。任务团队已经申请了软件升级来拉长两个饱和值之间的时间,并且去饱和的过程也会是全自动的。这两项改进都将提升航行的性能。

  经过光帆二号一个月长的轨道上升时期,航天器渐渐地开始脱离轨道了,它最终会用一年的时间重返大气层。镀铝的聚酯帆大概有一个拳击场地那么大,现今可能会被一些观测者在黎明和黄昏观测到。行星协会的任务控制板显示每次即将到来的变化都是基于用户的位置,界面还会显示当太阳帆能被看得更清楚的一个高亮链接。

  

  大约一共有个来自100多个国家的行星协会成员和公民,以及基金会和合作伙伴向光帆二号进行了捐赠。在2009年至2019年3月,这项任务耗资有580万英镑(约700万美元)。

  “光帆二号证明了公众支持的力量”,行星协会的运作主管Jennifer Vaughn说,“这一时刻标记着太空探索的模式转变,它对越来越多的玩家开放了。让我惊喜的是有人凝聚一起放飞太阳帆。想象一下,如果这个数字是50万或者500万,那该多么令人兴奋啊。”

  行星协会与其他组织共享光帆计划的数据,以便太阳帆技术能应用于未来的宇宙探索任务。这项成果也于NASA的NEA侦查任务共享,NASA将尽快在明年发射一个用于侦查近地小行星的太阳帆驱动立方行星。

  

  LightSail 2是行星协会的几个科技项目之一,旨在推进空间科学探索。美国宇航局选择了行星航空公司(PlanetVac),这是由蜜蜂机器人公司(HoneybeRobotics)研发的一项由社会资助的技术,简化了从其他星球采集样本的过程,作为该机构商业月球有效载荷服务(CLPS)的一部分,飞往月球。

  

  光帆二号工程在行星协会联合创始人Louis Friedman的指导下与2009年开始,紧接着是宇宙一号的发射,然而这艘世界上首个太阳帆飞船并没有进入预行轨道。在太阳帆这个想法上,Friedman 和 协会的另外两个创始人Carl Sagan 以及 Bruce Murray就关于哈雷彗星的太阳帆任务的提议坚持了四十年。

  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.天文学名词

  3. spaceanswers - D

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  转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

  在多年的计算机模拟和数次的地标测试后,由行星协会众筹的光帆二号航天器成功地利用太阳能单独进入了预行轨道。

  

  图解: 由于航天器的185度鱼眼摄像机镜头,帆在该图像中几乎完全展开,并且在边缘附近显得翘曲。图片来源:行星协会

  任务负责人就一直在优化航天器在太阳帆展开时的自身轨道。在经过一些微调后,光帆二号开始升至其近地轨道。航天器已经升至在轨道上的最高点,或者说远地点,飞行距离大概有两公里既1.2英里。近地点也就是在轨道上的最低点,也差不多是同样的距离。和往常一样,经历了关于大气层对飞行器作用的飞行前预期。这个任务团队已经证实远地点的只对太阳帆起作用,也就是光帆二号依靠立体卫星的光成功地完成了演示飞行的初期任务。

  

  “我们对于公布光帆二号任务成功的消息十分激动!”光帆项目的负责人以及行星协会首席科学家,“我们的标准是利用太阳光的压力改变飞行器的轨道来演示对立体行星的控制。这在前所未有的,我们为这个团队感到无比的自豪!这是一条艰辛而漫长的路,但是我们的确做到了!”

  光帆二号是一个里程碑,它是第一个在地球轨道上利用太阳帆推进的航天器,第一个展示太阳帆航行的小型航天器,也是继2010年日本IKARO成功发射后第一艘成功飞行的太阳帆航天器。此外,光帆二号还是第一个众筹得来的航天器,还成功地展示了一种新的光的推进力。

  

  “对行星协会来说,这一刻已经酝酿了几十年”行星协会的执行总裁Bill Nye说,“在1977年,Carl Sagan就在他的课堂上讨论过太阳帆,那时候我还是他的学生。但是这个想法可以追溯到1607年Johannes Kepler 观察到彗星的尾巴必须有太阳能才能产生。”光帆二号任务改变了宇宙飞行的规则,是宇宙探索的一大进步。

  光帆二号传回太阳帆展开时被其相机捕捉到的一张全分辨率图像。太阳在帆杆附近探出头,光帆二号的镀铝聚酯帆则在太空无止尽的黑暗中发着光。

  整个任务团队会继续运行光帆二号的轨道,直到距地距离缩小到大气层的阻力可以被太阳帆承受的地方。在整个轨道上升期间,团队会继续优化调整太阳帆的运行。

  

  “自从太阳帆的部署以来,我们一直在努力改善航天器跟踪太阳的方式”,光帆二号的项目负责人Dave Spencer说,“在我们团队对外公布我们任务成功的消息时,我们就已取得了很大的成就。我们会继续加油,继续向前!我们会继续在帆的操控性能上研究,看看我们最高可以使太阳帆升到多高。”

  其中有一个改动就是光帆二号的定向轮,它使航天器的舷边转动,在每条轨道上都向着太阳边缘,从而来控制太阳帆的推力。定向轮能“自助饱和”,在效率不那么高地驱动航天器时达到预期速度的极限。与许多航天器都利用化学推进器来减弱定向轮的力不同,光帆二号用的是电磁转炬棒,利用反地球磁场来使它朝向航天器。

  

  光帆二号的定向轮现在在一天之内达到几次饱和限制,定期将定向轮去饱和会带着航天器偏离正确的太阳帆方向。任务团队已经申请了软件升级来拉长两个饱和值之间的时间,并且去饱和的过程也会是全自动的。这两项改进都将提升航行的性能。

  经过光帆二号一个月长的轨道上升时期,航天器渐渐地开始脱离轨道了,它最终会用一年的时间重返大气层。镀铝的聚酯帆大概有一个拳击场地那么大,现今可能会被一些观测者在黎明和黄昏观测到。行星协会的任务控制板显示每次即将到来的变化都是基于用户的位置,界面还会显示当太阳帆能被看得更清楚的一个高亮链接。

  

  大约一共有个来自100多个国家的行星协会成员和公民,以及基金会和合作伙伴向光帆二号进行了捐赠。在2009年至2019年3月,这项任务耗资有580万英镑(约700万美元)。

  “光帆二号证明了公众支持的力量”,行星协会的运作主管Jennifer Vaughn说,“这一时刻标记着太空探索的模式转变,它对越来越多的玩家开放了。让我惊喜的是有人凝聚一起放飞太阳帆。想象一下,如果这个数字是50万或者500万,那该多么令人兴奋啊。”

  行星协会与其他组织共享光帆计划的数据,以便太阳帆技术能应用于未来的宇宙探索任务。这项成果也于NASA的NEA侦查任务共享,NASA将尽快在明年发射一个用于侦查近地小行星的太阳帆驱动立方行星。

  

  LightSail 2是行星协会的几个科技项目之一,旨在推进空间科学探索。美国宇航局选择了行星航空公司(PlanetVac),这是由蜜蜂机器人公司(HoneybeRobotics)研发的一项由社会资助的技术,简化了从其他星球采集样本的过程,作为该机构商业月球有效载荷服务(CLPS)的一部分,飞往月球。

  

  光帆二号工程在行星协会联合创始人Louis Friedman的指导下与2009年开始,紧接着是宇宙一号的发射,然而这艘世界上首个太阳帆飞船并没有进入预行轨道。在太阳帆这个想法上,Friedman 和 协会的另外两个创始人Carl Sagan 以及 Bruce Murray就关于哈雷彗星的太阳帆任务的提议坚持了四十年。

  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.天文学名词

  3. spaceanswers - D

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