“電動帆”宇宙飛船推進技術開始測試

著名英國物理學家霍金12日在紐約宣佈，將與合作伙伴開發以激光推進的微型星際“飛船”，力爭以光速五分之一的速度，用20年時間飛到距地球4.37光年的半人馬星座的阿爾法星附近。對於這一計劃，相關領域的專家解讀，想法很好，但目前具有科幻色彩。如果在遙遠的將來能夠實現，將具有開創性工程意義，但還談不到科學價值。

無獨有偶，美國國家航空航天局（NASA）日前開始對具有革新性的“電動帆”宇宙飛船推進系統方案進行測試。這種推進系統可利用太陽風使飛船以前所未有的速度進行星際航行，並能降低其對燃料的依賴。NASA馬歇爾太空飛行中心工程師、“電動帆”項目負責人布魯斯·維格曼介紹，太陽可以非常高的速度（每秒400公里到 750公里）向太陽風中釋放質子和電子，而“電動帆”將利用這些質子推進飛船高速行進。

“電動帆”宇宙飛船推進系統可利用太陽風將宇宙飛船以前所未有的速度送到太陽系邊緣

據NASA官網消息，這種系統由10到20根通電的鋁製導線從宇宙飛船的中心延伸出來，形成一個巨大的、圓形的“電動帆”，它可以在靜電狀態下排斥太陽風中高速運動的質子。質子遭到排斥的同時會形成動量的交互，從而給宇宙飛船帶來推力。

“電動帆”上每根鋁製導線都又細又長，直徑只有1毫米，但長度接近12.5英里。它們張開後的大小差不多有219個足球場那麼大。宇宙飛船每小時會緩慢地旋轉一週，離心力會保持這些導線處於張開狀態。

這次測試將使用高強度太陽能環境測試系統，目的是檢驗質子和電子與帶正電的導線發生碰撞的速率。實驗還將測試被導線吸引的電子。這一信息將被用於研發“電動帆”所需要的“電子槍”，它可以驅逐宇宙飛船上多餘的電子來保持導線的電壓正偏差——這對推進系統的運轉十分關鍵。

“電動帆”的概念最初由芬蘭氣象研究所研究員佩卡·鑑胡能提出。這一概念的發展獲得NASA創新先進概念計劃（NIAC）的支持。2015年“電動帆”項目進入NIAC計劃第二階段，並獲得50萬美元的資金用於進行為期兩年的調查研究。

目前製造“電動帆”飛船推進系統所需要的技術還處於較低的準備水平。如果兩年內在等離子體測試、模型建立和導線研發等方面的研究證明這種方案可行的話，設計製造這種新型的飛船推進系統還需要大量工作去做。這種技術進入實際應用階段可能至少需要10年時間。