據(jù)國外媒體報(bào)道，NASA的工程師們近日公布了一項(xiàng)激進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)的新細(xì)節(jié)。該系統(tǒng)或?qū)⒋蟠罂s短星際旅行的飛行時間。該系統(tǒng)將與太陽釋放的粒子發(fā)生反應(yīng)，通過與光子相斥，為飛船提供飛行動力，并讓飛船以前所未有的高速運(yùn)行。研究人員表示，利用該系統(tǒng)，航天器只需十年時間便能抵達(dá)太陽風(fēng)頂層，而“旅行者”探測器足足用了35時間才走完了這段路程。他們希望能在2020年之前對該系統(tǒng)展開測試。

他們提出的概念名叫“太陽風(fēng)頂層靜電快速傳輸系統(tǒng)（Heliopause Electrostatic Rapid Transit System，簡稱Herts）太陽能電子帆項(xiàng)目”。太陽能電子帆不需要內(nèi)置推進(jìn)劑，而是由太陽風(fēng)進(jìn)行推動，最終到達(dá)太陽風(fēng)頂層，也就是太陽系的邊緣。

一艘緩緩旋轉(zhuǎn)的航天器將采用10至20根帶電的鋁線，打造出一張巨大的“太陽能電子帆”。每根鋁線的直徑只有1毫米，但長度足足有12.5英里（約合20公里），差不多相當(dāng)于219個足球場的長度。圖為韋格曼博士正在展示一根這樣的鋁線。

在等離子體反應(yīng)室中，高強(qiáng)度太陽環(huán)境測試系統(tǒng)將檢測一根帶電鋁線將與多少光子和電子相撞。工程師們還會開展等離子體測試，并改進(jìn)數(shù)據(jù)模型。

“我們能在10年、或12年之內(nèi)就完成旅行者號此前執(zhí)行的任務(wù)。”NASA馬歇爾先進(jìn)概念辦公室的工程師、太陽能電子帆（E-Sail）項(xiàng)目的首席調(diào)查員布魯斯·韋格曼（Bruce Wiegmann）說道。“我們只用五六年時間就能抵達(dá)冥王星，只用兩年就能抵達(dá)木星。”

他們提出的概念名叫“太陽風(fēng)頂層靜電快速傳輸系統(tǒng)（Heliopause Electrostatic Rapid Transit System，簡稱Herts）太陽能電子帆項(xiàng)目”。太陽能電子帆不需要內(nèi)置推進(jìn)劑，而是由太陽風(fēng)進(jìn)行推動，最終到達(dá)太陽風(fēng)頂層，也就是太陽系的邊緣。

一艘緩緩旋轉(zhuǎn)的航天器將采用10至20根帶電的鋁線，打造出一張巨大的“太陽能電子帆”。“我們將把這些又長又細(xì)的鋁線接在緩慢旋轉(zhuǎn)的航天器外面，并讓它們帶上正電荷。帶正電荷的鋁線將與太陽風(fēng)中帶正電荷的離子相斥，從而把飛船向前推去。這就像我們在學(xué)校里玩的磁鐵一樣，磁鐵是會同性相斥的。”

每根鋁線的直徑只有1毫米，但長度足足有12.5英里（約合20公里），差不多相當(dāng)于219個足球場的長度。太陽能電子帆將與太陽風(fēng)中的光子相斥，為飛船提供前進(jìn)的動力。“太陽風(fēng)中光子和電子的運(yùn)動速度非?？欤梢赃_(dá)到每秒400至750公里。”布魯斯·韋格曼說道，“太陽能電子帆將利用這些光子推動飛船向前運(yùn)行。”

NASA馬歇爾航天飛行中心的研究人員們已經(jīng)開始了相關(guān)測試，這將會持續(xù)兩年多時間。他們需要確定有多少光子會與鋁線相斥，又有多少電子會與鋁線相吸。工程師們還會開展等離子體測試，并改進(jìn)數(shù)據(jù)模型，用于太陽能電子帆的進(jìn)一步研發(fā)。不過，專家稱該計(jì)劃存在一定的問題。

“我們正在努力改進(jìn)這一技術(shù)。”韋格曼說道，“我們還在學(xué)習(xí)相關(guān)的物理知識，以便計(jì)算太陽風(fēng)能夠提供多大的推力。”

這一構(gòu)想建立在芬蘭氣象研究所的佩卡·詹胡南博士（Dr Pekka Janhunen）的發(fā)明的基礎(chǔ)之上，但研究人員稱，還有大量工作尚待完成，也許要再過10年，這一計(jì)劃才能投入實(shí)際使用中。

隨著航天器飛行得越來越遠(yuǎn)，太陽能電子帆的有效區(qū)域?qū)⒉粩嘣黾?。在距離為1天文單位時，有效區(qū)域約為232平方英里（約合600平方公里），而當(dāng)距離為5天文單位時，有效區(qū)域就將超過463平方英里（約合1199平方公里）。

通常來說，當(dāng)使用太陽帆的航天器到達(dá)5天文單位處的小行星帶時，太陽光子的能量就會消失，導(dǎo)致航天器無法繼續(xù)加速。但研究人員認(rèn)為，太陽能電子帆在過了這一節(jié)點(diǎn)之后，仍能繼續(xù)加速前進(jìn)。

“我們不需要為太陽風(fēng)中的光子擔(dān)心，”韋格曼說道，“光子的供應(yīng)源源不斷，再加上有效面積不斷增加，太陽能電子帆將繼續(xù)加速前進(jìn)，到達(dá)16至20個天文單位處，這至少是太陽帆航天器運(yùn)行距離的三倍。此外，太陽能電子帆航天器的速度也要快得多。”

NASA的旅行者1號于2012年抵達(dá)了太陽能風(fēng)頂層，此時離它踏上征程已經(jīng)過去了將近35年時間。而利用這種新方法，航天器抵達(dá)太陽能風(fēng)頂層的時間將縮短為原來的三分之一不到。“我們的研究顯示，由太陽能電子帆驅(qū)動的星際探測器只需不到10年時間就能抵達(dá)太陽能風(fēng)頂層。”韋格曼指出，“這將使這一類任務(wù)的科學(xué)收益產(chǎn)生革命性的變化。“

雖然這一技術(shù)適合用來把航天器帶到太陽能風(fēng)頂層，但研究人員表示，它也可以用來開展太陽能內(nèi)部的探索任務(wù)。“我們在研究這一構(gòu)想時，可以清晰地發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的靈活性和適應(yīng)性很強(qiáng)。”韋格曼說道。“航天任務(wù)和航天器設(shè)計(jì)師們可以根據(jù)自己的不同需求改變鋁線的長度、數(shù)量和電壓水平。太陽能電子帆是非常靈活的。”