激光代替燃料发射航天器


  看一下常规的火箭,你就会看到,整体上是一大堆燃料,只有很小的有效载荷附加在顶部。缺乏效率是一个很重要的原因,这使它每磅耗资约1万美元,才能把一颗卫星送入运行轨道。这也是为什么一组研究人员正在研究一种彻底的替代技术,也可以送物体进入太空,但远为便宜,这就是使用激光代替化学燃料。

  最近,有一项被解密的工作,从事的人有航空工程师小富兰克林·米德(Franklin Mead Jr.),他是美国空军研究实验室的,另一位是物理学家埃里克·戴维斯(Eric Davis),他是德克萨斯州奥斯汀高级研究院的,他们描述了这种“光航天器(lightcraft)推进”技术。他们的技术,是用一个高功率激光光束,向上瞄准一个小型、重量低的航天器。起飞时,激光引起航天器底部的空气爆发,喷出一股热等离子体,产生推力。飞出地球大气层以后,激光继续瞄准航天器底部,加热其中的推进材料,如塑性迭尔林(Delrin),这些材料就在航天器底部。米德实验了小尺寸模型,证明可以用光推进,戴维斯研究了如何获得最大的激光能量。这两位研究者声称,他们的设计可以把卫星送入近地轨道,只需每磅1400美元左右。“不把整个能源材料带在航天器上,就降低了成本,只剩下一小部分需要支付,而不是我们过去需要支付的那么多,”戴维斯说。

  虽然没有光航天器被送入太空,但是有了一个样机,设计者是雷克·米拉波(Leik Myrabo),他是伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的工程物理学家,这一样机成功冲向空中,高度233英尺(71.0184米),就是用激光驱动的。米拉波说,他可增加这一高度三十倍或更多,这只需要升级就行,就是使用更宽、更强大的激光束。但要进入轨道,就需要兆瓦特的激光;到目前为止,最优秀的商用激光器是用于实验的,也只有不到十分之一兆瓦特的功率。军事激光也许能达到,但是它们很难用于民用研究。现在,米拉波正携手巴西空军,努力提升激光功率。他们做了测试,测试地点就在一所高级研究院,位于巴西圣热泽杜斯坎普斯(Sao José dos Campos)。