在歐空局測(cè)試中 石墨烯顯示出作為太陽(yáng)帆材料的前景
據(jù)外媒報(bào)道,歐空局的工程師們正在研究利用世界上已知的最薄的材料來(lái)制造更輕、更有效的太陽(yáng)帆。通過(guò)用石墨烯板制造太陽(yáng)帆,歐空局的目標(biāo)是制造出能夠推進(jìn)無(wú)人星際任務(wù)的太陽(yáng)帆。 自從20世紀(jì)初Konstantin Tsiolkovsky首次提出太陽(yáng)帆作為航天器的一種推進(jìn)方式以來(lái),太陽(yáng)帆就一直被認(rèn)為是一種可供推進(jìn)的方式。通過(guò)使用太陽(yáng)光或激光對(duì)準(zhǔn)巨大的的帆,光子撞擊帆的壓力可以產(chǎn)生推力,像帆船一樣推動(dòng)飛船前進(jìn)。這樣一個(gè)系統(tǒng)的加速度很小,但很穩(wěn)定。更重要的是,它將需要零推進(jìn)劑,所以探測(cè)器將非常輕。但是,帆本身會(huì)增加相當(dāng)大的質(zhì)量,降低了系統(tǒng)的效率。 到目前為止,太陽(yáng)帆已經(jīng)被用來(lái)幫助一些衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)控制,也有兩次示范飛行任務(wù),但后者使用的是聚酰亞胺和聚酰亞胺制成的聚合物帆。雖然這些材料可以形成極薄的片材,但與原子厚度的石墨烯相比,這些高分子材料讓粗麻布看起來(lái)就像最好的絲綢。 為了看看石墨烯作為風(fēng)帆材料是否有希望,研究人員拿了一塊3毫米寬的石墨烯片,把它丟進(jìn)100米高(330英尺)的真空塔內(nèi)。當(dāng)它自由落體時(shí),這塊小帆被一連串1瓦的激光器擊中,使它的加速度高達(dá)1m/s2。這只是一個(gè)引力的一小部分,但歐空局表示,在太空中,這種加速度最終會(huì)形成巨大的速度。 |