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光速是宇宙中最快的速度,那么能不能制造一种以光为动力的飞行器呢?
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
光速是宇宙中最快的速度,那么能不能制造一种以光为动力的飞行器呢?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
已经有了。美国行星协会在6月25日,LightSail 2从NASA肯尼迪航天中心乘坐SpaceX猎鹰重型火箭发射升空。重量大约5公斤。众筹的面包大小的太阳能航天器LightSail 2围绕地球运行的, 仅凭阳光正式提升其轨道。
如果是要飞向无光的宇宙空间,可采用受控核聚变发光,这个尚在研究中。
回答于 2019-09-11 08:43:50
地球人当今的科技发展水平还未达到,或许再过三百年吧…
回答于 2019-09-11 08:43:50
感谢邀请。
用光作为动力来为飞行器加速是可以的,而且现实中就存在这样的飞行器 。光之所以可以作为动力使用,是因为光照射在物体表面时会产生压力,我们称之为“光压”。
光压
光对被照射物体产生的压力被称为光压,光压也被称为辐射压,理论上任何频率的电磁波都会有光压效应。早在十七世纪,天文学家开普勒在进行星体观测时就发现太阳系内的彗星尾巴总是背向太阳方向,对于这种现象,开普勒认为是太阳光施加的压力使彗尾处于背向太阳的方向,两百多年后,物理学大师麦克斯韦通过电磁论进一步推算出,光压P=S/c,也就是电磁场中的能流密度矢量值与光速的比值就是光压,本公式理想状态下光压的计算方法,代表了一束光照射到完全吸收光线的物体上时产生的压强。
关于光压的解释
从经典物理学角度来分析,光压其实就是能量传递的一种形式,代表了光把自身动量传递给被照射物体的过程,如果把光照射到完全吸收光线的物体上使产生的压力为P,那么照射到完全反光的物体上时产生的压力就是2P。当然,相同物体受到的光压大小除了和光本身有关外,还与光线的入射角等因素息息相关。
随着科学的进步,人类对光的本质也越来越了解,波粒二象性就是光神奇的性质,而光压就和光的粒子性息息相关,我们可以把光子想象成一个个实心的小球,而光线照射到物体表面的过程可以等同于大量实心球撞击物体表面的过程,大量实心球持续的撞击效果就可以形成一这种宏观上持续的压力,也就是光压。
光压飞行器
由光产生的压力是非常微小的,但也满足冲量定律,所以在太空中,长时间利用光压进行加速,飞船也会获得巨大的速度。
由于光压的存在,太空中的卫星其运转轨道会逐渐偏移,同样,也可以利用光压效应对卫星轨道进行纠正。光压最直接的应用莫过于为光压飞行器提供动力了, 按照科学家的推算,一个直径达两千米的太阳帆,其由光压效应受到的推力可达1.5吨,虽然这个力并不算大,但是长时间保持这个推力,依然可以使光压飞行器达到极高的速度。比如科学家构想的“突破摄星”计划,一个邮票大小的光压飞行器,通过激光照射来获得光压动力,理论上最终其速度可达五分之一光速,这种速度使星系间的探索成为可能。
结语
由于光线照射到物体表面会产生压力,所以把光作为飞行器的动力是有可能的,但是目前来看,光压只能提供非常微小的推力,只适合太空环境应用,为了尽可能获取更多的推力,只能增加光帆的面积,但是面积增加的直接后果就是飞行器质量的增加,飞行器质量越大其加速效果越差,这也是光压飞行器难以发展的原因之一。
感谢浏览,我是漫步的小豆子,科学之旅,并肩前行,欢迎关注。(图片来源于网络)
回答于 2019-09-11 08:43:50
能:
条件是:
飞船是非物质的;
乘客也是非物质。
回答于 2019-09-11 08:43:50
光帆飞行器,目前已经有了啊。
用光推进,不代表可以飞的跟光那么快的哈。光帆飞行器很慢的,只是很省能源而已
回答于 2019-09-11 08:43:50
光帆,利用光压为加速动力。
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