未来飞船有望利用太阳系磁场飞行(图)

宇宙飞船利用太阳系磁场飞行

　　新浪科技讯 北京时间15日消息，据英国《新科学家》杂志报道，根据美国宇航局先进概念研究所支持的一项计划，未来的宇宙飞船可能在地球和其他星球的磁场中上演“冲浪”壮举，并沿着太阳系周围先前不曾涉足的路线进行探索。这种充电式飞船不需要火箭或其它任何类型的推进装置。

　　初步试验获得成功

　　位于纽约伊萨卡的康纳尔大学的梅森·派克(Mason Peck)已获得任命，对这一超前的想法进行研究。让飞船“冲浪”的想法立基于磁场对带电物体施加力的作用这种现象。派克表示，一颗卫星能够在1天之内自行完成充电，它或者通过向太空发射带电粒子束，或者仅靠允许一个放射性同位素放射带电粒子的方式就能完成这一过程。充电后的卫星会被地球旋转磁场“温柔”地推动，从而具备改变轨道甚至“逃往”行星际空间的能力。

　　初步实验认为这一想法似乎是可行的。在纽约宾汉姆顿大学进行的一项实验中，派克的同事吉姆·布朗里奇(Jim Brownridge)将一个小导体球与一块置于一间真空室的具有放射性的镅241进行了连接，结果成功地为小球完成充电。

　　但在一个给定电压的情况下，一个球体所能实现的充电量——也就是所说的电容量——并不是很大。换句话说，长而薄的细丝则拥有很大的表面区域用于充电。所以，一种可能的设计便是将多个细丝安装在飞船上。由于是静电充电，这个装置的外表看起来可能有些滑稽——在进行充电的过程中，所有的细丝将向各个方向伸出，就像是刚刚梳理完的干燥的头发。

　　外形好似一个长袜

　　一个圆柱形纤维网——类似一个长袜——也可以安装在飞船上。为了实现自行充电，这个“长袜”应当穿上一件放射性同位素外衣，放射性最强的同位素之一钋210便可以担此重任，这种同位素曾经毒死前俄罗斯间谍亚历山大·利特维年科(Alexander Litvinenko)。派克说，将它用在“长袜”上面还是比较安全的，“只要参与飞船制造的人不去舔它就行”。

　　放射性同位素能够提供的电量要远远超过一个粒子束，后者不得不依靠大容量的

　　实际上，其它有关“低推进式太空之旅”的方法在此之前就已经被提出来了，包括太阳帆(也就是太阳反射器，一种在行星际飞行中利用太阳能的一种设备)和电动力缆绳。与派克的提议一样，电动力缆绳在设计上也是利用行星磁场，稍有些不同的是，电动力缆绳是通过一条电线输送电流，从而实现充电的目的。

　　重量更轻 个头更小

　　派克表示，电动力缆绳可能很难加以控制，除此之外，无论是电动力缆绳还是太阳帆都必然是一个庞然大物，长度至少也要在20到30千米之间。“而我们一直在提倡一些重量更轻、个头更小的东西。”

　　派克认为，他可以利用一个大约2或3千米长的放射性“长袜”实现类似的目的，由于“长袜”是由“轻量级”的二氧化碳制成的，它的重量只有几千克。但“长袜”所产生的力量太小，实际上无法让一艘飞船穿越大气层，因此，这项任务仍要落在推进

　　派克说，他设计的飞船在到达轨道之后将有一个缓慢的启动过程，大约需要1年时间才能摆脱地球引力的控制。然而一旦远离地球，这个磁场“冲浪者”便将朝着它天然的家园——木星进发，因为木星所拥有的磁场在强度上要远远超过我们的地球。

　　高风险等于高回报

　　根据派克的建议，未来的木星任务应该将它的磁场作为一个制动器，以减少所需的推进力，进而节省资金。除了充当制动器外，木星也可以被用作飞船在太阳系“休息”时的一个补给站。从理论上说，一艘飞船能够利用这个行星中的“大块头”的磁场进行急转弯，而不是单纯地依靠磁场产生的“引力弹弓”。

　　当然了，这仍旧是一个未曾测试的想法。派克在接受《新科学家》杂志的采访时说：“先进概念研究所一直就是以资助超前的想法闻名于世的，虽然面临着高风险，但相应地也能获得高回报。”

　　现在，派克最希望的就是进行一次实验性发射，看看自己的设计能否在真实的太空环境中发挥效用。如果答案是肯定的，可能再过一些年，人类的第一个放射性太空“长袜”就将在地球磁场中“掀淘弄浪”奔赴遥远的行星了。(杨孝文）