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美国科学家欲研制接近光速纳米飞船

  美国科学家希望发展接近光速的纳米航天器

  据国外媒体报道,巨大的粒子加速器正在探索一个非常小的世界,但是类似的技术可能有一天能够方便大小的针头进行远距离飞行,甚至是恒星系统之间的穿梭。通过研究纳米推进器(相当于便携式粒子加速器),我们有可能将飞船的速度加速到近乎光速,并用它来探测附近的恒星。欧洲粒子物理研究所,一个价值100亿美元的大型强子对撞机,旨在确定宇宙是由什么构成的。这台17英里长的机器将带电质子加速到接近光速。一旦带电的质子达到最大速度,它们就会与目标发生碰撞,爆炸,并为科学家们研究奇怪的东西。有一天,这种原子撞击的方法可能揭示更多有关其他宇宙区域构成的信息。他们可能会带领我们去那里。自20世纪50年代以来,人类已经推出了大量的飞船探索我们的太阳系。我们为每个行星发射探测器,包括可疑恒星,如冥王星和冥王星,太阳,多颗卫星,小行星和彗星。最近,漫游者在这个红色的星球上艰难的旅程,卫星在地球,月球,火星,金星和土星周围进行科学研究。但是只有少数探测器从我们的太阳系中出来,然后慢慢地飞到更远的地方。例如,“旅客”探测器以每小时40,000英里的速度运行,这相当于光速的仅0.00006%。我们从来没有走出巨大的星际空间,ProximaCentauri ProximaCentauri。令人难以置信的行星际空间。航天飞机从地球轨道运行约250英里,月球飞行距离地球约25万英里。火星距离太阳约有1.4亿英里。最近的恒星距地球约4.2光年。这意味着从地球发出的光束需要四年多的时间才能传播24万亿英里到达我们最近的恒星。如果飞船的速度没有达到光速,似乎不可能在一生中探索另一颗恒星的目标,然而事实证明,这个目标显然比听起来更有可能。行星际空间探索的方法是使用微小的航天器,或者纳秒级,可以达到令人难以置信的速度,粒子加速器中的质子接近光速的原因是它们很小很轻,同样,一个非常小的无人太空船也将是非常轻的,为星际探测速度接近光速。密歇根大学的研究人员正在制造纳米发动机,有一天发动机将引发一波新的迷你航天器布赖恩·吉尔克里斯特(Brian Gilchrist)和他的同事正在开发使用纳米颗粒作为推进剂的推进器,这项研究由美国空军提供资助,这些引擎大部分都是采用微机电系统(MEMS)制造的,直接刻在非常薄的晶圆上。这项技术被广泛应用于半导体行业。发动机的厚度不超过半英寸(1厘米包括燃油),并有数万个可以安装在不大于印章的位置的加速器。这些“坚持”的推进器为太空飞船提供了飞行能量。这个过程被称为“纳米粒子场提取推进器”。这个小型螺旋桨的作用非常像一个巨型粒子加速器的迷你版本。该装置利用堆迭在一起的许多微米厚度的“栅极”交替地在导电层和绝缘层之间延伸以产生电场。这些小但强大的电场充电一个导电纳米粒子群和加速这些粒子,发射到太空,创造一个快速移动的粒子流。吉尔斯说:“在这种情况下,粒子加速器利用电场来加速带电粒子,而这正是我们现在正在做的事情。”太空中没有摩擦,宇宙飞船加速一次,几年后继续加速最终接近光速,携带科学仪器飞向其他恒星,然而,目前这颗纳米粒子螺旋桨仍然留在我们的太阳系内,据Gierstädt说:“这项技术在靠近地球的地方有许多实用的方法。 “(Takafumi)
 

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