太陽帆與彗尾:陽光如何推動物體

太陽帆與彗尾:陽光如何推動物體


在航海時代,船隻環繞地球進行發現和貿易航行。那個時代在 1800 年代結束,當時燃煤蒸汽機開始取代風力發電。現在我們可能正在進入一個新的航行時代——但這次是在太空中。逆轉歷史,一些太空船上的引擎和燃料可以被帆取代,帆不是由風推動,而是由陽光推動。

這個想法仍在開發中,但我們知道它是有效的。就在幾週前,美國太空總署 (NASA) 啟動了迄今為止最雄心勃勃的測試飛船,即一顆名為先進複合太陽帆系統 (ACS3) 的衛星。它有一個 9 公尺寬的方帆,可以調整軌道路徑。

現在,要真正去某個地方,你需要一個更大的帆,而美國宇航局 (NASA) 建造一個面積為 1,650 平方米的帆的努力在 2022 年被放棄,因為考慮到預算是不可行的。但這是實施問題,我相信聰明的人可以解決這個問題。

需要明確的是,這並不像在屋頂上安裝光伏板來發電。許多太空船和行星漫遊車已經在使用它們。這些實際上是閃亮的超輕帆 通過太陽輻射。好吧,你可能會問:到底怎麼才能 移動物理物件?

彗尾

好問題!畢竟,當有人說他們被日出的美麗「震撼」時,我們不會想像他們實際上被擊倒了。但從表面反射的光確實會產生物理力,儘管它可能很小。

一個例子是彗星的尾巴。您可能會認為這就像彗星衝過太空時拋出的尾跡。沒有。看,彗星基本上就是又大又髒的雪球。當靠近太陽時,一些冰會變成氣體,釋放出塵埃雲。然後,太陽的光將這些塵埃推到一條可以延伸數百萬英里的溪流中——沿著彗星的路徑!

說到這裡,現在有一顆彗星正在逼近,可能會在十月上演一場壯觀的表演。它的名字叫Tsuchinshan-ATLAS,它的尾巴甚至是肉眼可見。

電磁波

現在,光以波的形式傳播,這是一種「移動位移」。看看海浪:水僅上下移動,但垂直位移在表面水平移動。如果你涉水的話,它肯定會把你撞倒。

但光波不同於海波或聲波。把海裡的水拿掉,你就沒有波浪可以衝浪了。對於聲音也是如此:如果沒有大氣層可以讓聲音“波動”,那麼就不會有波動。

另一方面,光可以穿過真空。這是因為,從某種意義上來說,光波就是它自己的介質。原因是它實際上是由 波——有電場波和磁場波。這就是為什麼我們稱之為電磁輻射。



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