인간이 고개를 들어 하늘과 우주를 바라보는 법을 배운 이후로 바다와 우주는 인간이 미지의 세계를 탐험하는 상징이 되었고, 다른 하나는 우리를 지평선 끝까지 향해 날아가도록 영감을 주었습니다. 끝없는 별이 빛나는 하늘.
수천 년 동안 인간은 지구의 바다를 항해하기 위한 주요 추진 수단으로 풍돛을 사용해 왔습니다.
이제 소설 속 인간들은 우주를 항해하기 시작했습니다. 얼마 전 NASA는 거대한 '범선'을 우주로 보냈습니다.
이 범선의 정식 명칭은 Advanced Composite Solar Sail System 3입니다. 가장 큰 특징은 기존의 연료를 사용하지 않고 기존 해양 범선처럼 자연에 존재하는 물질을 사용하여 연료를 공급한다는 점입니다.
그러나 1979년 첫 번째 "Alien" 개봉 전날 포스터에는 다음과 같이 적혀 있습니다.
우주에서는 누구도 당신의 비명을 들을 수 없습니다.
우주에서는 누구도 당신의 비명을 들을 수 없습니다.
이것은 영화 역사상 가장 유명한 슬로건 중 하나이자, 소리가 이동할 수 없고, 공기도 없고, 당연히 바람도 없는 공간에 대한 진정한 묘사이기도 합니다.
다행히 공간은 비어 있지 않습니다.
지구 궤도 근처에서 태양에 의해 방출된 10^21개의 광자는 초당 단면적 1제곱미터를 통과합니다. 이러한 광자는 정지 질량이 없지만 광자가 부딪혀 반사되거나 흡수될 때 운동량은 다음과 같습니다. 태양돛을 장착한 ACS 3는 느리지만 지속적으로 가속할 수 있으며 우주를 자유롭게 이동할 수 있습니다.
그러나 광자가 위성을 성공적으로 추진할 수 있다면 여전히 상대적으로 엄격한 전제 조건, 즉 충분히 작은 크기와 무게, 가능한 한 큰 돛이 있습니다.
ACS 3 위성은 전자레인지 크기 정도로 매우 작습니다. 위성은 NanoAvionics에서 제작되었으며 전체 크기는 23x23x34cm에 불과합니다. 이 크기에서 ACS 3 위성의 전체 무게는 14kg으로 기존 12개 단위 큐브 위성보다 6kg 더 가볍습니다.
부피와 무게의 문제는 해결되었습니다. 이제 우리 앞에 놓인 것은 이 돛을 최대한 크게 만드는 방법입니다.
전개 과정에서 태양돛이 뒤틀리거나 찢어지거나 불완전하게 전개되면 우주선의 추진 효율과 궤도 제어에 심각한 영향을 미치게 됩니다.
따라서 이 돛을 충분히 크게 하려면 돛을 지지하는 기둥이 충분히 가볍고 동시에 충분히 강한 것이 중요합니다.
반복적인 테스트를 거친 후 ACS 3에 사용된 소형 복합 붐은 내구성이 뛰어나고 쉽게 구부러지지 않으며 우주 환경에서 미세 유성체의 방사선, 온도 변화 및 충격을 견딜 수 있습니다. 또한 말아서 저장 공간을 최소화할 수 있습니다. 돛을 지지하는 데 필요한 강성을 제공하는 동시에 4개의 접이식 붐은 4개의 삼각형 돛을 각각 다이아몬드 모양으로 펼칩니다.
돛은 완전히 펼쳐지는 데 약 25분이 걸리며 약 80제곱미터(860평방피트)의 면적을 차지하며 이는 작은 아파트 바닥 공간과 맞먹습니다.
NASA Ames Research Center의 수석 시스템 엔지니어인 Alan Rhodes는 다음과 같이 말했습니다.
7미터 길이의 전개식 붐은 손바닥에 꼭 맞는 모양으로 말아올릴 수 있습니다. 우리는 이 우주선에 대한 다양한 신기술을 검증하고 다른 사람들이 신기술을 더 탐구하도록 영감을 주기를 바랍니다. 이 기술은 미래의 우주 여행을 촉진하고 태양과 태양계에 대한 이해를 넓힐 것입니다.
모든 준비가 완료된 후 ACS 3는 Rocket Lab의 Electron 로켓을 타고 뉴질랜드 발사장에서 이륙했습니다.
8월 30일 이른 아침, ACS 3 팀은 우주로부터 우주선이 태양돛과 지지 붐을 성공적으로 배치했다는 정보를 받았습니다.
이는 ACS 3가 저궤도에서 운용되기 위한 첫 번째 단계다. 다음으로 우주항해선은 높은 강도로 인해 태양에서 나오는 광자만을 이용해 가속해 지구에서 약 1000㎞ 떨어진 궤도를 돌게 된다. 태양돛 소재인 반사형, 별 관찰자 또는 사진 애호가는 맑은 밤에 보거나 사진을 찍을 수 있어야 합니다.
우주 항해는 초기 항공우주 과학자와 엔지니어들의 무연료 우주 추진 기술에 대한 꿈이자 탐구였습니다.
태양 돛의 개념은 러시아 과학자 Konstantin Tsiolkovsky와 미국 과학자 Robert L. Forward가 처음으로 제안했습니다. 그들은 햇빛의 복사압을 사용하여 우주선을 운전하는 것을 구상했습니다.
이 아이디어는 이후 SF 문학과 실제 과학 연구에서 널리 전파되고 논의되었습니다. "2001: A Space Odyssey"의 저자인 Arthur C. Clarke는 그의 소설 "The Wind from the Sun"에서 이를 자세히 설명했습니다. 태양 항해:
돛은 거대하고 얇은 반사막과 같아서 우주에서 펼치면 거대한 은연처럼 작은 햇빛의 추진력을 포착하여 우주선을 천천히 앞으로 나아가게 합니다.
"삼체 문제"에서 Liu Cixin은 또한 태양 돛에 대한 더 많은 가능성을 상상했습니다. 삼체 문제의 위협 하에서 인간은 태양계에 거대한 태양 돛을 배치하여 햇빛을 모으고 반사함으로써 매우 밝은 태양을 만들었습니다. , "암흑의 숲 이론"에 대한 억제력으로 태양계의 위치를 우주 전체에 노출시킵니다.
소설은 따라가지만 현실은 뒤쳐지지 않았다. 우리나라의 태양돛 연구 역시 큰 성과를 거두었다.
2019년 말, 중국과학원 심양자동화연구소가 개발한 'Tianfan-1' 태양돛이 창사천이연구소의 Xiaoxiang-107 위성에 탑재되어 궤도에 성공적으로 배치됐다.
이번 실험을 통해 마이크로위성 2단 능동 및 수동 전개 시스템, 전개형 쌍안정 로드 기술, 플렉서블 세일 멤브레인 소재, 세일 멤브레인 접힘 및 전개 기술 등 다수의 핵심 기술을 검증함으로써 태양돛 핵심 기술 시험 검증의 성공을 알렸다. 임무를 수행하고 성숙을 향해 나아갑니다.
줄거리의 필요에 따라 소설이나 공상과학 작품 속 태양돛은 인류의 생존과 관련되는 경우가 많아 생사의 대결이 강한 색채를 띠고 있지만 실제로는 중국 내외에서 태양돛 프로젝트가 많이 진행되고 있다. 평화와 안보, 지속가능한 탐사를 위해 우주에 대한 시도와 기여를 하십시오.
미국의 ACS 3 프로젝트와 중국의 Tianfan-1 프로젝트는 모두 연료 제한을 없애고 우주 더 깊은 곳으로 나아가려고 노력하고 있습니다.
한때 범선이 인간을 이끌고 바다를 정복했던 것처럼, 오늘날의 태양돛은 우리가 별의 바다로 여행할 수 있는 새로운 길을 열어주고 있습니다.
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Ai Faner | 원본 링크 · 댓글 보기 · Sina Weibo