Lub hnub ci sail yog ib txoj hauv kev los txhawb lub dav hlau siv lub siab ntawm lub teeb thiab cov pa hluav taws xob siab (tseem hu ua hnub ci lub teeb siab) tawm los ntawm lub hnub qub. Cia peb saib ze dua ntawm nws lub cuab yeej.
Siv lub nkoj txhais tau tias tus nqi qis mus ncig ua ke nrog kev ua neej ntev. Vim tsis muaj ntau qhov chaw txav mus los, nrog rau qhov xav tau siv lub tshuab nqus tsev, lub nkoj zoo li no tuaj yeem rov siv tau rau kev xa cov khoom thauj. Cov npe lub teeb lossis photon sail kuj qee zaum siv.
Zaj dab neeg
Johannes Kepler ib zaug pom tias tus Tsov tus tw ntawm lub hnub qub saib deb ntawm lub hnub, thiab qhia tias nws yog lub hnub qub uas tsim cov nyhuv no. Nyob rau hauv tsab ntawv rau Galileo nyob rau hauv 1610, nws sau tias: "Muab lub nkoj nrog ib tug sail yoog mus rau lub hnub ci cua, thiab yuav muaj cov neeg uas twv yuav raug hu mus tshawb no voids." Tej zaum, nrog rau cov lus no, nws tau hais meej meej rau qhov tshwm sim ntawm "lub hnub qub qub", txawm hais tias cov ntawv tshaj tawm ntawm cov ncauj lus no tau tshwm sim ntau xyoo tom qab.
James K. Maxwell nyob rau hauv lub 60s ntawm lub XIX caug xyoo tau luam tawm txoj kev xav ntawm lub electromagnetic teb thiabhluav taws xob, nyob rau hauv uas nws tau pom tias lub teeb muaj lub zog thiab yog li tuaj yeem ua rau lub zog ntawm cov khoom. Maxwell qhov sib npaug muab lub hauv paus theoretical rau lub teeb siab locomotion. Yog li ntawd, thaum ntxov li 1864, nws tau paub nyob rau hauv thiab sab nraum lub physics zej zog uas hnub ci nqa ib tug impulse uas exerts siab rau tej khoom.
Ua ntej, Pyotr Lebedev tau sim ua qhov kev sim siab ntawm lub teeb hauv xyoo 1899, thiab tom qab ntawd Ernest Nichols thiab Gordon Hull tau ua qhov kev sim ywj pheej zoo sib xws hauv xyoo 1901 siv Nichols xov tooj cua.
Albert Einstein qhia txog kev sib txawv, pom qhov sib npaug ntawm huab hwm coj thiab lub zog. Tam sim no peb tsuas tuaj yeem sau p=E / c raws li qhov piv ntawm lub zog, lub zog thiab qhov nrawm ntawm lub teeb.
Svante Arrhenius tau kwv yees hauv xyoo 1908 qhov muaj peev xwm ntawm lub siab los ntawm lub hnub ci hluav taws xob nqa cov kab mob nyob hauv qhov sib txawv ntawm lub hnub qub, thiab, vim li ntawd, lub tswv yim ntawm panspermia. Nws yog thawj tus kws tshawb fawb tau lees tias lub teeb tuaj yeem txav cov khoom ntawm cov hnub qub.
Friedrich Zander tau luam tawm ib daim ntawv suav nrog kev tshuaj ntsuam xyuas ntawm lub hnub ci sail. Nws sau txog "kev siv daim iav loj thiab nyias nyias" thiab "lub siab ntawm lub hnub ci kom ua tiav cosmic speeds."
thawj txoj haujlwm tsim los tsim cov thev naus laus zis no tau pib xyoo 1976 ntawm Jet Propulsion Laboratory rau lub hom phiaj kev sib tham nrog Halley's Comet.
How a solar sail ua haujlwm
Lub teeb cuam tshuam rau txhua lub tsheb hauv lub orbit ntawm lub ntiaj teb lossis hauvinterplanetary chaw. Piv txwv li, ib lub dav hlau dav dav uas khi rau Mars yuav muaj ntau dua 1,000 km deb ntawm lub hnub. Cov teebmeem no tau tshwm sim rau hauv qhov chaw mus ncig ua si kev npaj txij li thawj zaug interplanetary spacecraft nyob rau xyoo 1960. Radiation kuj cuam tshuam rau txoj haujlwm ntawm lub tsheb, thiab qhov tseem ceeb no yuav tsum tau coj mus rau hauv tus account hauv kev tsim lub nkoj. Lub zog ntawm lub hnub ci sail yog 1 newton lossis tsawg dua.
Kev siv cov thev naus laus zis no yooj yim nyob rau hauv lub hnub qub orbits, qhov twg txhua yam ua tiav ntawm qhov qis qis. Lub teeb sail lub zog vector yog taw qhia raws lub hnub kab, uas ua rau lub orbit lub zog thiab angular momentum, ua rau lub nkoj txav deb ntawm lub hnub. Txhawm rau hloov qhov inclination ntawm lub orbit, lub zog vector tawm ntawm lub dav hlau ntawm qhov nrawm vector.
Txoj haujlwm tswj hwm
A spacecraft's Attitude Control System (ACS) yog xav tau kom ncav cuag thiab hloov txoj haujlwm xav tau thaum taug kev hla lub Ntiaj Teb. Lub teeb txoj hauj lwm ntawm lub cuab yeej hloov maj mam, feem ntau tsawg tshaj li ib degree ib hnub twg nyob rau hauv interplanetary qhov chaw. Cov txheej txheem no tshwm sim sai dua nyob rau hauv orbits ntawm lub ntiaj chaw. Kev tswj hwm lub tsheb siv lub hnub ci sail yuav tsum ua tau raws li txhua qhov kev xav tau.
Kev tswj tau ua tiav los ntawm kev hloov pauv ntawm tus txheeb ze ntawm lub nkoj qhov chaw ntawm lub siab thiab nws qhov nruab nrab ntawm qhov loj. Qhov no tuaj yeem ua tiav nrog kev tswj hwm vanes, txav ib tus neeg sails, txav kev tswj hwm, lossis hloov qhov cuam tshuampeev xwm.
Txoj haujlwm sawv cev yuav tsum muaj ACS kom tswj tau lub zog ntawm xoom. Lub sij hawm ntawm lub zog ntawm lub nkoj yog tsis tas li nyob rau hauv lub trajectory. Kev hloov pauv nrog kev ncua deb ntawm lub hnub thiab lub kaum sab xis, uas kho cov ncej ntawm lub nkoj thiab deflects qee lub ntsiab lus ntawm cov qauv txhawb nqa, ua rau muaj kev hloov pauv ntawm lub zog thiab lub zog.
Kev txwv
Lub hnub ci sail yuav tsis tuaj yeem ua haujlwm ntawm qhov siab qis dua 800 km ntawm lub ntiaj teb, txij li mus txog qhov deb no cov huab cua tiv thaiv lub zog siab tshaj lub teeb lub zog. Ntawd yog, lub zog ntawm lub hnub ci siab yog qhov tsis muaj zog, thiab nws tsuas yog yuav tsis ua haujlwm. Tus nqi tig ntawm lub nkoj caij nkoj yuav tsum sib haum nrog lub orbit, uas feem ntau tsuas yog ib qho teeb meem rau spinning disk configurations.
Kev ua haujlwm kub nyob ntawm lub hnub ci nrug, lub kaum ntse ntse, kev cuam tshuam, thiab lub hauv ntej thiab nram qab radiators. Lub nkoj tsuas tuaj yeem siv tau qhov kub thiab txias nyob rau hauv nws cov khoom txwv. Feem ntau nws tuaj yeem siv ncaj nraim rau lub hnub, nyob ib puag ncig 0.25 AU, yog tias lub nkoj ua tib zoo tsim rau cov xwm txheej.
Kev teeb tsa
Eric Drexler tau ua qauv qauv hnub ci los ntawm cov khoom siv tshwj xeeb. Nws yog ib tug ncej nrog ib tug vaj huam sib luag ntawm nyias aluminium zaj duab xis nrog ib tug tuab ntawm 30 mus rau 100 nanometers. Lub nkoj rotates thiab yuav tsum tsis tu ncua nyob rau hauv siab. Hom qauv no muaj thaj tsam siab ntawm ib chav tsev loj thiab yog li ntawdacceleration "tsib caug lub sij hawm" sai dua li cov raws li deployable yas films. Nws yog ib tug square sail nrog masts thiab ntxaib kab nyob rau hauv qhov tsaus ntuj nti ntawm sail. Plaub qhov sib tshuam masts thiab ib qho perpendicular mus rau qhov chaw los tuav cov xov hlau.
Electronic tsim
Pekka Janhunen tau tsim lub nkoj hluav taws xob. Mechanically, nws tsis tshua muaj sib xws nrog cov qauv teeb pom kev zoo. Cov sails yog hloov los ntawm straightened conductive cables (xaim) teem radially nyob ib ncig ntawm lub nkoj. Lawv tsim ib qho chaw hluav taws xob. Nws txuas ob peb kaum meters mus rau hauv lub plasma ntawm ib puag ncig hnub ci cua. Hnub ci hluav taws xob tau cuam tshuam los ntawm hluav taws xob hluav taws xob (xws li photons ntawm ib txwm hnub ci sail). Lub nkoj tuaj yeem tswj tau los ntawm kev tswj cov nqi hluav taws xob ntawm cov xov hlau. Lub nkoj hluav taws xob muaj 50-100 txoj hlua ncaj nraim, ntev li 20 km.
Nws yog dab tsi?
Cov khoom tsim rau Drexler lub hnub ci sail yog ib daim ntawv nyias nyias ntawm 0.1 micrometer tuab. Raws li qhov xav tau, nws tau pom lub zog txaus thiab kev ntseeg siab rau kev siv hauv qhov chaw, tab sis tsis yog rau folding, launching thiab deployment.
Cov khoom siv feem ntau hauv cov qauv tsim niaj hnub no yog txhuas zaj duab xis "Kapton" 2 microns loj. Nws tiv taus qhov kub thiab txias nyob ze ntawm lub hnub thiab muaj zog txaus.
Muaj qee qhov theoreticalspeculation txog kev siv cov txheej txheem tsim molecular los tsim kom muaj kev tshaj lij, muaj zog, ultra-lub teeb sail raws li nanotube npuag daim phiaj qhov chaw uas cov woven "khoom" tsawg dua ib nrab ntawm lub teeb ntawm lub teeb. Xws li cov khoom tsim tau tsuas yog nyob rau hauv lub chaw soj nstuam, thiab cov txhais tau tias rau kev tsim ntawm ib tug industrial scale tseem tsis tau muaj.
Lub teeb sail qhib qhov kev cia siab zoo rau kev mus ncig ntawm lub hnub qub. Tau kawg, tseem muaj ntau cov lus nug thiab teeb meem uas yuav tsum tau ntsib ua ntej taug kev hla lub qab ntuj khwb nrog xws li lub dav hlau tsim los ua ib yam khoom rau noob neej.
