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光帆旅行宇宙を取ります

初めてのアポロ月面着陸のプログラムは非常に輝かしい成果であるが、経済的な観点から、ノーリターン強偵察衛星の一般的なコストで不毛の土地の一部である、実際には、領土の一部に等しいが閉鎖しました。
アポロに続いて、カメラとロボットが他の惑星に送信されているが、彼らは金星がすぐに金星に大きく森林の夢を壊した調査、行くが、実際にそれが大きな高圧ガスストーブで満たされています。火星へのプローブが、天文学者が描画ケーブル、運河と火星と火星に推測拭い、ロボットはピット雲、峡谷と焦土の乾燥側面から引き出されます。太陽から離れ水星上のすべての焦げた岩のような太陽の側に金星、火星側は、岩や氷のいっぱいです。新しい「地球」を見つけたい、我々は唯一の遠くの星を上がることを期待することができます。
過去たら、彼らは広大なと栄光の品格、私たちの地球のようなビットであるため、私たちは、地球に焦点を当て、そして今、私たちは、最初の2個の小惑星が、我々限り、原料で満たされている地球上のすべての植物を置くには十分であることが理解しました軌道上で光帆を製造する方法がある、太陽系はすぐに完全に燃料なしに、バックに出荷収集原料の無限の供給に置かれます。第19世紀におけるSU Gelan物理学者マクスウェルの電磁界が彼の式を記載した一つは、ミラーで反射したときに一方の側からの光が力を発生することを指摘しました。 1924年、2人のロシア人とサド・トサイアコスキー宇宙ミラー駆動に大きなソーラーセイルを示唆しました。
唯一の方法は、空間にロケットを使用することであるため、帆の設計者は、宇宙に打ち上げまで、小さいながらも頑丈な嚢胞に航行するために管理し、それが自動的に起動します。バックサッカー場ほどの大鏡に日光のでザン・ファン合理的な加速で、文化と教育の輸送材料を与えるために、両方が大きく、光でなければならないように、唯一の石の砲弾の重量発生推力に等しく、それを経由することですな打ち上げなどの包装、および無傷のまま、帆は柔らかく、タフでなければならない一方で、設計者が最良の選択としてプラスチック被覆アルミニウムを使用するプロセスを展開します。寒さになることの帆への関心が、帆を生産していないので、しかし、彼らは、月面上の緊急緊急計画レベルの土地のために悪いです。
1974によって、帆の関心が再びあなたがネット穴あたり数キロの直径を持つ大規模なネット炭素Weishengをコンパイル想像ならば、それは、光帆として名前、空間でのソーラーセイルの直接製造した、見上げますサッカー場ほどの大きそして、それは空間に回転展開させ、光帆構造として、あなたは予備的なアイデアを持っています。あなたは、想像している場合、それぞれの穴にシャボン玉のネットよりも薄いアルミホイルの部分に埋め込まれました、メッシュは段ボール巨大な鏡の側面全体を構成します
平らに回転する鏡張りの遠心力が、あなたは光帆の一般的な印象を持っていますように、プロモーター、およびキャリアは、以下の負の大きな鏡に懸濁しました。
同じ強度、フレーム及び圧力細かいより軽い張力フレーム、それが裏張リーフレームにより形成されたアルミニウム膜ではないので、最低限の品質をLightsails。軽量は、打ち上げコストを削減し、最大加速度の帆を上げることができます。一緒にプレスなど、小部屋に配置することができ、シャトルの移動をロード帆が多い、十分な表面光帆、数十、その結果、十分百平方キロメートルを製造するための材料及びミラーフレームを運ぶことができますレーンは、このような製造方法のために必要な投資を多くのスペースを取りません製造機械設備は、軌道上での光帆を生成することが可能であり、これらの事、12完成スペースシャトルを運ぶことができます。
常光とロケット比較航海:1トンのロケットが、それは複数の貨物のトンは、毎秒キロの速度を押して数分以内になり、1トンの帆(マイル以上の幅)プッシュ同じ速度に到達する物品の重量で、あなたは全体の一日を必要としています。しかし、次の日、ロケットは燃料を使い果たし、彼らは唯一の光の速度ながら、前方に滑空が、第2の加速度あたりの帆キロと徐々に下降石工の唯一の1000分の1が、この加速を増加させ、ではなく、週に2倍以上(空気中の)音の速度になります。また、その負荷を増加させ、より不吉、ロケット、2トンのロケットとが原因で、余分な燃料を、1トンのロケットの2倍の速度に達していない、速度は、貨物ロケットの増加を毎秒最終3キロを作ります品質は、加速時間を増加する限り、3日間を二重にする必要がありますが、帆のような光を使用するだろう、数年にロケットや光帆、すべての子供の数ヶ月によるか、太陽系の旅行以来、同じ効果を引き起こすために権利があります時間、帆は途方もない安価を持っているので、唯一の光は、再び帆何十年も使用し、永続的に飛行、光それよりもロケットとアルキンの間のいずれかの時点で、指定されたソーラーシステムを給油せずにすることができます。ロケッツは唯一の利点の開始時にダッシュ、弱いフォロー長旅だった、燃料がゆっくりとしかちょうど辞任滑空燃焼します。
海の中でその親戚が、それ以外はその利点よりも空間での宇宙船の強力なエンジンの燃料に匹敵する巨大な非海上船舶の消費、および帆。海では、時には穏やかな、時には急に吹く、スペースで、「風」が、夏時間、および安定した状態を保ちます。 「ハル」は、そう、何の抵抗はありませんが、海では、限られたスピード、スペース、スピード「風」と容器を与える風は、光の中で吹いています。太陽が帆に輝いていた、プラスその速度は持つことができない限りは。大きな空の広大な海では、速度が非常に重要である - 曜日周りの地球の軌道のエッジは、現在のジェット旅客機の割合で少なくとも百年に飛びます!
船の帆だけでは十分ではありません、キール、風をつかむためにライン、光帆無しキールがなければならない海で、風がラインをつかむことはできませんが、制御すべき方法があります。軽い圧力プッシュプル、日に航行することは不可能引くが、それは帆を傾けて方向を押すと、周りに移動するように設定することができ、重力だけでなく、ラリーの心に安定性を提供します。一緒に、安定性と求心力を促進約ような操縦可能な、任意の選択された方向に向かって光帆であろう。または1つのトラックから別のトラックへの転送は、限り、それは離れて大気の抵抗から維持され、そして太陽に近すぎる避けるために作品の運命を誘導しました。光と重力によって空間で帆を航行しながら、オフショア、風や水の滞在をセーリング。
光が回転ジャイロスコープのような帆のようなものですので、それが方向を変え作るために安定したトルクを必要とします。帆ステアリング二つの方法である:操作ケーブルによって受信され、貨物の軸の一方の側に重心移動の中心をアンクランプするボリューム、または太陽光圧力変換各鏡面角度分布の遷移は、第一の方法は、航行することができ素早く接続に適し、投入
ほぼ遊星の操縦性、ゆっくり回す第二の方法、太陽の周りを軌道上に走行使用するのに適した、太陽の周りの軌道を航行するとき、光帆は、位置決め後に、必要なしに数週間の回転進み、鏡面角度を調整することができる、任意のサイドミラーに障害が発生した光は、修理せずに何千年ものための持続可能な利用を航海するように、それは、その高い数の、帆に影響を与えることはありません。
空間での光帆の変化、それは空間に新たな機会を切り開くために、惑星を運ぶ速度記録飛行ロボットを破るために使用することができ、またはそれ以上の軌道投入に低軌道からの衛星を運ぶ、ほかに起因する任意のより彼らの将来に新しいロケットは多くを保存し、そしてより多くを行うために使用することができます。例えば使用の数年前から世界を供給するのに十分なニッケル及び掘削を含まれる1兆ドル、最高の価値、小惑星マイニング、1キロの直径の隕石鋼、貴金属含有鉱石、。光帆の製造コストのみ概算が、空間の技術は、従来の評価手法を有することができるが:第1の全質量を推定し、その後2つの推定値を求める際に缶を乗じた単位重量必要な数当たりのコストを見積もります、この方法によると、平方フィートの光帆あたりの推定、家庭用アルミ箔(しかし、ポンド当たりはるかに高価な価格!)この計算の平方フィート当たり同じ価格で、宇宙旅行のコストはポンドに減少させることができますドル以下、準用は、現在のコストは革命同然である、千回限り低減します。

阿波羅計劃首次登月的成就是極輝煌的,但從經濟上講,都是用一般造價奇昂有去無回的太空船勘察一塊不毛之地,實際上等於把那塊疆土給封閉了。
  繼阿波羅之後,機器人帶著相機被發射到其他行星上去,它們對金星的勘察,立即打破了金星上森林密佈的美夢,實則它是個瀰漫著高壓毒氣的大火爐。對火星的探測,卻又擦去了天文學家們憑臆測在火星上所畫的網線、運河和火星人,機器人所畫出來的是坑穴密佈、峽谷縱橫和乾涸的焦土。金星朝太陽的一面,全是像水星上的烤焦岩石,而火星背著太陽的一面,則全是亂石和堅冰。想找尋一個新的「地球」,只有寄望於遙遠的星星上去了。
  從前我們一度把注意力集中在行星上,因為它們幅員廣闊而光輝耀目,有點像我們的地球,現在我們瞭解,一兩顆小行星便足夠把地球上所有的工廠都堆滿原料,只要我們有辦法在軌道上製造光帆,不久即可從太陽系年源源不絕地把原料采運回來,完全不需要燃料。蘇格蘭物理學家麥克斯韋在十九世紀曾對電磁場有所描述,他的方程式指出,光從一面鏡子上反射出來時會產生一種力量。1924年,兩位俄國人薩德和齊奧爾科夫斯基建議用日光驅動大的鏡子在太空中航行。
  因為進入太空的唯一方法是用火箭,帆的設計者就設法把帆塞進一個小而堅固的包囊裡,等發射到太空之後,再讓它自動展開。因為日光照射到一回象足球場般大的鏡子,所產生的推力只等於一顆小石彈的重量,所以那張帆必須既大又輕,才能給予文教運物以合理的加速度,為使它經過包裝、發射及展開等過程而仍能保持完整,則帆必須柔軟而堅韌,設計者採用了塗鋁的塑膠作為最佳的選擇。不過它們對於登陸月球的迫切計劃級不濟急,因此對帆的興趣漸趨冷淡,始終沒有把帆製造出來。
  到了1974年,對帆的興趣又再度抬頭,有人把直接在太空中製造太陽帆的方式,名之為光帆,假如你想像用碳纖維繩編成一個大網,直徑達數公里,每一網孔象足球場一般大,讓它在太空中旋轉展開,你對光帆的結構便有了初步的觀念;如果你再想像,在每一網孔中嵌上一片比肥皂泡還要薄的鋁箔,把整個網面拼成一面有波紋的巨大鏡
  子,然後把載負物吊在這面大鏡子的下面,讓旋轉的離心力把鏡面繃緊拉平,你便有了光帆的大致印象。
  光帆的質量極小,因為它是無襯背的鋁膜和用張力的構架所構成;同一強度,張力的構架要比壓力的構架輕而且細。質量輕可減低發射成本,並增加帆的最大加速度。一班次航天飛機的載量,可攜帶足夠的材料以製造一百平方公里的反射鏡及其構架,足夠造成幾十面光帆,而這許多帆,如緊壓起來,可放進一個小房間裡,並不佔太大空間,此種製造方式所需要的投資,是製造一套能在軌道上生產光帆的機器設備,而這些東西,一兩架航天飛機便可載運完畢。
  把光帆與普通火箭作一比較:一個一噸重的火箭,可在幾分鐘內將一噸多重的貨物推送至每秒一公里的速度,一個一噸重的帆(寬度超過一哩)推送同重量的貨物到達同一速度,則需要一整天的時間。但是到了第二天,火箭的燃料耗盡,便只有滑翔前進,而光帆的速度卻以每秒一公里的加速度陸續遞增,此一加速度雖只有一塊下落磚石的千分之一,但不到一個星期,便會超過二十倍音速(在空氣中)。對火箭更為不利的是,一個兩噸重的火箭並不能獲致一噸重火箭速度的兩倍,因為額外的燃料也增加了它的負荷,要使貨物的最後速度增加每秒三公里,火箭的質量便須增加一倍,但如使用光帆,則只要增加三天的加速時間,便可獲致同樣的效果,既然太陽系的旅行,無論用火箭或光帆,都要兒個月至幾年的時間,因此帆佔有極大的便宜;光帆不僅可以一再使用幾十年之久,而且永久不需補充燃料,任何一次指定的太陽系間飛行,它都比火箭輕而炔。火箭只有在開始時的猛衝佔有優勢,但在長途跋涉中卻後繼乏力,燃料燒完了便只有聽天由命慢慢滑行而已。
  太空船強力的引擎所耗燃料之巨非海上船隻可比,而帆在太空中比它在海上的親戚卻另有其優點。在海上,時而風平浪靜,時而狂風大作,在太空中,「風」乃是日光,經常保持穩定狀態。在海上,風給予船隻以有限的速度,太空中,「風」是以光的速度在吹送,而「船身」毫無阻力,因此。只要日光照在帆上,其速度便可有加無已。在浩瀚的大空之海中,高速度極為重要——緣地球的軌道繞日一周,以目前噴射客機的速度來飛行,至少要一百年!
  在海上,船僅僅有帆還是不夠的,必須要有龍骨,才能搶風而行,光帆沒有龍骨,不能搶風而行,但卻有辦法加以控制。光的壓力只推而不挽,不可能把帆拉向太陽,但其推動方向卻可以借帆的傾斜而使它向左右行駛,而地心引力則提供穩定的向心拉力。此種可操縱的左右推動及穩定的向心拉力,聯合起來,便可將光帆駛向任何選定的方向。或從一個軌道轉移至另一軌道,只要它保持遠離大氣的阻力,及避免太過接近太陽致遭粉身碎骨的命運。海上帆船航行所賴的是風和水,而太空中帆的航行則靠光和重力。
  因為光帆是像個陀螺儀般在旋轉,需要一穩定的扭力來使它轉變方向。帆的轉向可用兩種方法:可借操縱連接線的卷收及松放使貨物之重心移至軸線的一邊,或轉變各反射鏡面之角度以變換日光壓力的分佈,第一種方法可使帆迅速轉向,適宜於接
  近行星時之操縱;第二種方法轉向緩慢,適合在繞日軌道上行駛時使用,在繞日軌道上航行時,光帆可在一次定位後,旋轉前進數周之久而無須調整鏡面角度,任何一面反射鏡發生故障,也不致對帆有所影響,因其數量很多,因此光帆可持續使用幾千年而不需修理。
  光帆改變了太空,因它在太空中開拓了新的機會,它可用破記錄的速度攜帶機器人飛往各個行星,或載運人造衛星從低軌道到較高的軌道上去,此外由於它們比任何未來的新式火箭節省得多,而可用以做更多的事。比如到小行星上採礦,一塊一公里直徑的隕石鋼,礦含的貴重金屬,價值可達一兆美元以上,其中所含的鎳和鑽,足可供應全球數年之用。光帆的生產成本雖只能作粗略估計,但太空工程師們有一套傳統的估價辦法:先估計其總質量,再估測每單位重量需費若干,兩者相乘,當可得其概數,依據這種方法,估計每平方英尺光帆,將與每平方英尺家用鋁箔同價(但每磅的價格則要貴得多!)如此算來,則太空旅行的費用可以減低至每磅一美元或更少,比照目前的費用,減低了一千倍之多,這無異是一次革命。
Translator :冰叔