太阳能帆板和太阳帆
太阳能电池帆板是航天器上的一种能源装置，而太阳帆是一种航天器。<p> 卫星等航天器上的能源有三种，一是电池；二是核发电；三是太阳能。</p><p> 太阳能是航天器上广泛应用的能源。航天器上的仪器设备，多数是靠电来工作的。太阳能电池帆板（有时也简称为太阳能帆板）就是将太阳的光能转换成电能的装置。它的面积很大，像翅膀一样在航天器的两边展开，所以又叫作太阳翼。其上贴有半导体硅片或砷化镓片，就是靠它们将太阳光的光能转换成电能的。所以，太阳能电池帆板，一实际上就是太阳能电池阵。早期航天器上的太阳能电池阵是设置在航天器的外表面上，后来由于航天器用电量需求的增加，才发展为巨大的帆板的，而且这种帆板的面积不断增大。</p><p> 太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。按照光子理论，每个光子的动量为普朗克常数 h ×光波频率 V／光速C。如果每秒钟有N个光子垂直撞击在物体上，则物体获得的动量增量，即受到的压力为 N×hν／C。如果光子被完全反射回去，则压力为2N×hν／C。</p><p> 单位面积上受到的太阳光光子的压力为太阳光的压强，记作P0。，太阳光的压强是很微小的。绝对黑体受到的太阳光的压强只有4.55 × 10－6牛顿／米2。但在外层太空的真空中，它能把普星的气体吹出一个长长的尾巴来。</p><p> 如果太阳光以θ角照射在面积为S的太阳帆的帆面上，并被反射回去，则太阳光的压力对太阳帆产生的推力为：F＝2P0S（R0／R）2COS2θ 式中R0为地球到太阳的距离，R为太阳帆到太阳的距离。按照上述公式，如果帆的面积为2平方米，则太阳光产生的推力只有1毫克力。</p><p> 由于这种推力很小，所以不能为航天器从地面起飞，但在没有空气阻力存在的太空，这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10－5～ 10－3g左右的加速度。如先用火箭把太阳帆送入低轨道，则凭借太阳光压的加速，它可以从低轨道升到高轨道，甚至加速到第二、第三宇宙速度，飞离地球，飞离太阳系。如果帆面直径为300米，可把0．5吨质量的航天器在200多天内送到火星；如果直径大到2000米，可使5吨质量的航天器飞出太阳系。（来源：《领导干部科技手册》）</p><p> </p><br />
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