“科学人”谈论他的太空航行

1976 年，著名天体物理学家卡尔·萨根 (Carl Sagan) 带了一个奇怪的反光道具参加《约翰尼·卡森今夜秀》 。这个玩具是太阳帆的模型——一种无需燃料的革命性太空旅行推进装置。萨根向卡森解释说：“[它] 依靠来自太阳的辐射和粒子（即太阳风）航行，”他将这项技术比作普通帆船在海洋中航行的方式。

如今，萨根的无燃料太阳能太空推进愿景正在变成现实。由“科学人”比尔·奈领导的行星学会正在卡纳维拉尔角的 Atlas V 火箭上发射其自己的太阳帆概念版本 LightSail。（此次发射还搭载了空军的超级秘密 X-37B 太空飞机。）这个私人太空组织为立方体卫星（一种用于太空研究的微型卫星）配备了四张从卫星主体延伸出来的大片闪亮的聚酯薄膜。在太空中，太阳喷射出的加速粒子理论上会向上推聚酯薄膜帆，推动微型航天器前进。

然而，行星学会在这次发射中不会进行任何航行；他们只是想看看他们能否在太空真空中展开聚酯薄膜。在上升过程中，太阳帆保持折叠状态，藏在立方体卫星内。卫星到达近地轨道约四周后，聚酯薄膜将展开成一个 344 平方英尺、厚度仅为 4.5 微米的太阳帆。立方体卫星面板内嵌入的摄像机将可以清晰地看到这一展开过程。

行星学会将利用他们对即将到来的任务的了解，加强 2016 年第二次光帆发射。在这次发射中，光帆技术将进行高空航行，距离地球表面约 450 英里。在那里，它将摆脱地球大部分大气层的影响，让光帆能够平稳地吹拂太阳粒子。

整个 LightSail 项目主要由私人资金支持，最近行星学会通过 Kickstarter 发起众筹活动，筹集了 20 万美元（目前已超过 50 万美元），从而通过众筹获得了大量资金支持。奈伊表示，LightSail 研发的总成本将达到 545 万美元，Kickstarter 的资金将用于该组织仍需筹集的 120 万美元。

尽管目前光帆需要大量资金，但奈伊表示，从长远来看，像这样的太阳帆将大大降低太空旅行的成本。由于光帆不需要任何推进剂，因此燃料供应有限所带来的成本和技术问题将不复存在。

以下记录经过编辑和压缩。

科普：为什么要摆脱推进剂作为推进系统的一部分？

比尔·奈：你只能携带这么多燃料，处理火箭燃料需要很多钱。如果你想去更远、更深的太空——例如新视野号前往冥王星的任务，它花了九年时间才到达那里。使用传统燃料非常昂贵，你必须携带燃料 10 年。你可以做到，但这会增加成本。所以我们坚信，只有某些任务，光帆才是理想的选择。

您设想 LightSail 可以执行哪些类型的任务？

寻找太阳上的日冕物质抛射、太阳风暴和太阳天气。空间站保持 [指维持空间站位置所需的各种推力]。大学和空军可以开展低成本任务，无论谁想做，都可以使用仅靠太阳能驱动的航天器前往月球或小行星。

这种太阳帆能够载宇航员吗？

不，我认为它不会影响人们，但有些人比我更有想象力，也许可以实现它。但你会在太空中呆很长时间……然而，我们雇人评估了人类绕火星飞行任务。我们不仅想出了架构——需要哪些火箭、哪些任务、每个任务需要多少火箭——而且我们真的、真的评估了成本。因此，只要调整 NASA 的预算以适应通货膨胀，我们就可以在 2033 年让人类绕火星飞行。对于这项人类绕火星飞行任务，拥有 100 千瓦的太阳能电力推进系统将货物运送到火星轨道是合理的。

有了光帆，太空旅行会有什么不同？到达目的地需要多长时间？

要到达月球，需要一个月的时间，而不是几天。所以如果你是一所大学，或者在从这里到月球之间还有其他事情要做，你可以这样做。但化学火箭的麻烦或缺点是，一旦你燃烧完毕，你就完了。然后你必须滑行到你要去的地方。但是有了这个太阳帆，你日夜都能得到推力。但等一下，你在太空中，没有夜晚！所以你会无限期地得到非常连续的、微小的推力。