從亮劍開始的特種戰第三十四章:太陽帆的原理和由來

而太陽帆飛船的原理也是非常的簡單，太陽帆飛船靠陽光漫遊太空，不攜帶燃料並一直加速，是唯一的在不依靠核能或者其他高級能源如反物質能的能源情況下把飛船送出太陽系的方法。

著名天文學家開普勒在四百年前就曾設想不要攜帶任何能源，僅僅依靠太陽光壓提供推力能就可使宇宙帆船馳騁太空。但太陽帆飛船這一概念到20世紀20年代才明晰起來。

關於光有壓力的探索最早可以追朔到17世紀，一六一九年開普勒猜測彗星的尾巴之所以背向太陽，是因為存在一種太陽風將其吹開，知道導致彗尾背向太陽的原因主要是陽光的壓力，所以開普勒所以開普勒的猜想可以作為第一個牽涉到光壓領域的論述。

後來牛頓主張的光微粒說則很自然地引進了光壓的概念，但不久光波的概念就開始普及，光壓也就失去了生存的空間。即使如此，仍舊有眾多實驗物理學家試圖以實驗證明光具有壓力。例如一八七三年威廉·克魯克斯就設計了輻射計。

在一個半真空的容器內有這樣的四片金屬葉片，它們都是一面塗黑，另外一面是塗白，然後放置於針尖上。用光源照射它就會使它們開始旋轉，克魯克斯由此認為發現了光壓。但實際上，這是空氣分子的壓力導致，由於容器內沒有抽空，所以黑色部分吸收熱量導致的溫度增高會加熱這面的空氣分子，使之熱運動加快，對於葉片的壓力大;而白色部分吸收熱量少溫度低，這面的空氣分子熱運動慢，壓力就小，其綜合效果就是葉片開始旋轉。簡單來說，光粒子“打”到太陽帆上，會產生反作用力，在藍星由於有空氣阻力，這個力非常小，但在太空，阻力為零，太陽帆的速度便會很可觀，而且這個速度會疊加，也就是說，阿波羅號到月球需要三天左右，而太陽帆則需一個月，但如果去火星，阿波羅號至少要幾年，而太陽帆只需幾個月。

人們知道，光是由沒有靜態質量但有動量的光子構成的，當光子撞擊到光滑的平面上時，可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向，並給撞擊物體以相應的作用力。單個光子所產生的推力極其微小，在藍星到太陽的距離上，光在一平方米帆面上產生的推力只有0.9達因，還不到一隻螞蟻的重量。因此，為了最大限度地從陽光中獲得加速度，太陽帆必須建得很大很輕，而且表面要十分光滑平整。

如果太陽帆的直徑增至三百米，其面積則為七萬平方米，由光壓獲得的推力為零點零三四噸。根據理論計算，這一推力可使重約零點五噸的航天器在二百多天內飛抵火星。若太陽帆的直徑增至兩千米，它獲得的一點五噸的推力就能把重約五噸的航天器送到太陽系以外。

理解這一點並不難。因為在太空中運行的航天器處於失重狀態，又無空氣阻力，只要加少許力的作用，就會改變運動方向和速度。

雖然光壓產生的推力很少很少，可是架不住太陽帆的面積可以弄的很大啊！

在太空當中由於沒有了藍星上的重力因此太陽帆的面積是可以弄的非常之大，並且由於光壓作用到太陽帆上的每平方米推力很低很低。

因此太陽帆是可以做的很薄很薄也不用擔心太陽帆會像風帆輪船上的那些帆一樣一不小心就會被大風給撕裂了。

比如眼前這個到達了工程師文明母星所在的恆星系的契約號移民飛船上的太陽帆的面積就直接達到了兩億平方米的驚人面積。

沒錯契約號飛船之所以有這麽大面積太陽帆主要還是歸功於契約號飛船上那四根長度達到一萬米的桅杆，由於在太空當中所以不用擔心重力問題，因此哪怕是把桅杆做到了一萬米的長度也不用擔心會有重力把這桅杆給壓彎什麽的。

契約號上的這四根長度在一萬米的桅杆屹立在契約號飛船那瘦長船身的一頭，分別布置在上下左右四個方向，而後就以這四根桅杆做為太陽帆的受力杆拉起了面積達到兩億平方米的正方形的太陽帆。

不過由於這四根桅杆是這正方形太陽帆的四角交叉線，所以這個太陽帆的面積就不是四億平方米而是兩億平方米。

雖然面積減小了很多，但是兩億平方米的面積也足以讓這艘契約號飛船能夠得到近十噸的來自光壓的推力。

雖然區區只有十噸的推力相比於飛船本身的等離子引擎的上千噸的推力不算什麽。

但是別忘了這可是免費獲得而來的推力，可不像飛船本身依靠核聚變所產生的等離子引擎所產生的推力。

要知道等離子引擎所產生的推力都是以消耗飛船自身所攜帶的氫元素為代價的。

而無論飛船再怎麽大所攜帶的氫元素燃料總是有上限的。

而飛船在加速和減速階段都會消耗大量的氫能源，畢竟飛船的減速可不像在地面只需要踩一腳刹車就可以的，而是需要等離子引擎調轉噴口產生和飛船本身運動軌跡相反的推力才能讓飛船減速下來。

因此根據計算，這個放大版的超級契約號上的太陽帆可以為契約號飛船在加減速的過程當中剩下百分之四十的氫燃料。

而這百分之四十的氫燃料所產生的能源自然可以讓飛船上的曲率引擎的工作時間延長百分之四十讓契約號飛船的續航裡程提高百分之四十。

·············

在工程師母星的恆星系外圍，此時的契約越號飛船上的曲率引擎已經停止了工作，飛船因此從超光速航行的狀態跌落了下來。

當然雖然飛船從超光速航行狀態退出了，但是實際上飛船本身的速度並沒有因此而改變。

因為曲率引擎並不是給飛船本身加速而是改變了飛船周圍空間的密度，由此讓飛船和外界的相對速度成倍提升。

所以雖然飛船以及從超光速狀態退出，但是飛船本身的速度還是沒有改變的，依然還是需要進行減速。

所以飛船的半智能駕駛程序在契約號飛船到達恆星系邊緣的時候就已經開始喚醒契約號的駕駛員，準備開始打開太陽帆從而依靠太陽帆來緩慢的給契約號飛船進行減速工作。

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