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　　30年前，當3名宇航員乘坐阿波羅11號宇宙飛船實現具有歷史意義的登月之旅時，20多米高的運載火箭共攜帶了2500噸燃料。為了擺脫龐大的運載工具，長期以來，人們一直設想開發一種以陽光為能源的光帆航天器。
　　本世紀初，幾位科學幻想小說家曾寫過有關用反射鏡面推動宇宙飛船的故事。但直到1924年，俄國航天事業的先驅康斯坦丁•齊奧爾科夫斯基和其同事弗里德里希•燦德爾才明確提出“用照到很薄的巨大反射鏡上的陽光所產生的推力獲得宇宙速度”。正是燦德爾首先提出了太陽帆——一種包在硬質塑料上的超薄金屬帆——的設想，成為今天建造太陽帆的基礎。
　　裝有太陽帆的航天器以陽光作動力，不需要火箭也不需要燃料，只要展開一個僅有100個原子厚的巨型超薄航帆，即可從取之不盡的陽光中獲得持續的推力飛向宇宙空間。它飛行起來很像大洋中的帆船，改變帆的傾角即可調整前進方向。而且只要幾何形狀和傾角適當，它可以飛向包括光源在內的任何方向。借助陽光的推力，這種航天器可以飛向太陽系的邊緣並進入星際空間，如果輔以從地球軌道射出的強力激光束，它可以飛得更遠，直至到達離太陽系最近的恆星。
　　人們知道，光是由沒有靜態質量但有動量的光子構成的，當光子撞擊到光滑的平面上時，可以像從牆上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向，並給撞擊物體以相應的作用力。單個光子所產生的推力極其微小，在地球到太陽的距離上，光在一平米帆面上產生的推力只有0.9達因，還不到一只螞蟻的重量。因此，為了最大限度地從陽光中獲得加速度，太陽帆必須建得很大很輕，而且表面要十分光滑平整。
　　1976年，美國噴氣推進實驗室的科學家曾提出過大規模建築太陽帆的計劃。他們建議建造一艘帆飛船，與1986年返回太陽系的哈雷彗星相會。但美國航空航天局認為這一方案面臨的風險太大，從而中止了太陽帆的研究。近年來，隨著微電子和材料科學的飛速發展，一直探索更快、更好、更便宜的空間飛行方式的美國宇航部門，重將目光投向了太陽帆計劃。美國航空航天局的科學家們稱，第一艘飛往太陽系邊緣的光帆航天器可在10年內發射。
　　目前，美國國家海洋與大氣管理局和美國空軍已提出建造用于監視太陽表面活動的太陽帆計劃，它將用傳統的火箭將帆飛船送到距地球150萬千米的地方，在此，太陽的引力與地球的引力相互平衡。到達此處之後，航天器展開一個直徑70米的較小的帆，通過精心選擇傾角，展開的帆即可提供所需的能量，使飛船向太陽方向繼續飛行150萬千米，並與地球保持同步。從這一有利地點，它就能監視干擾衛星和破壞地面電網的太陽磁暴，在磁暴襲擊地球前2小時發出警報，這一時間幾乎比目前的預警時間長了一倍。
　　除此之外，太陽帆計劃還包括發射在高緯度繞地球飛行的商業衛星和一項飛向水星的計劃。承擔這種任務的帆要求面積更大，密度更低。專家們認為，利用一個邊長100米、密度為每平米10克的帆提供動力，即可到達水星，而且速度比用火箭推進更快。
　　科學家認為，如果開發出邊長200米、密度為每平方米1至5克的帆，許多遠距離探測將成為可能。如果帆的密度降到每平方米1　5克，陽光在帆上產生的推力即可與太陽的引力相平衡。當航天器到達太陽極地上方時，即可長久地在此觀察太陽的活動，這是迄今為止人類航天器從未到達的地點。如果將多個位于不同高度的航天器拍攝的太陽圖像組合起來，就可以獲得太陽的立體圖形。
　　向太陽系外側飛行的主要目標是土星。到達籠罩著一層甲烷的土衛六的帆航天器有類似的設計要求，科學家解釋說，它到達那里要比火箭推進的探測器所用的時間少得多。
　　如同傳統的飛船可以借助行星的引力改變航向並加速一樣，帆飛船也可以借助太陽的引力改變航向並通過太陽輻射的推力獲得加速。被加速的飛船靠近木星軌道後，太陽的輻射將變得很弱，飛船靠自身的動量繼續向太陽系外側飛行。依靠少量的化學推力，它們或許會降落在一些有趣的地點，如人們一直懷疑有一個海洋的土衛二上面等。
　　太陽帆的另一項任務是作為星際探測器，它將首次飛出太陽系，到達離太陽200個天文單位的地方(一個天文單位為地球到太陽的距離)。如要飛向更遠的星際空間，就要穿過一個特殊地帶。按照愛因斯坦的理論，每一個質量巨大的物體都可以成為一個引力透鏡，使其後面的發光體發出的光線發生彎曲。在距太陽550個天文單位的距離，太陽的引力可使從遙遠恆星發出的光匯聚並放大，如果將一個帆動力望遠鏡放在這一位置，就可以前所未有的清晰度看到遙遠的物體，如圍繞銀河系中心運行的恆星。
　　帆航天器的最後一項任務是星際旅行。宇航專家們預測，未來的某一天，帆飛船將踏上飛往另一顆恆星的旅程。這將需要邊長1000米、密度每平方米0　1克的帆。此外，還需要建造一個強力激光器或微波源，為飛船提供輔助能量。飛船將依靠繞地球軌道運行的、比太陽光強6倍的強力激光器和一個置于土星和海王星間的面積為得克薩斯州大小的巨型聚集透鏡提供能量。這樣飛船即可在太空以1／10光速的速度飛行，在40年時間內即可到達距我們最近的阿爾法半人馬座恆星。
　　目前對我們來說，制造這樣的激光器是困難的，制造這樣的透鏡也是艱巨的，但這並不意味著30年、40年或50年後仍是如此。到達阿爾法半人馬座後，飛船將繼續飛行，但那時候，為其提供動力的光就已經是來自另一顆恆星了。(鄭曉春)