飛行器壽命受制于推進(jìn)劑

  　　據(jù)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱“火箭院”）研發(fā)中心設(shè)計(jì)師宋盛菊介紹，傳統(tǒng)飛行器大多采用化學(xué)推進(jìn)劑為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，由于其攜帶的推進(jìn)劑總量有限，飛行器的壽命也有限。當(dāng)推進(jìn)劑耗盡后，飛行器的生命也就終結(jié)了。

 　　特別是執(zhí)行一些遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)時(shí)間飛行的深空探測(cè)、星際往返任務(wù)時(shí)，飛行器必須攜帶更多的燃料，這樣其重量也大幅增加，而要提升運(yùn)載能力技術(shù)難度更大。

 　　對(duì)此，國(guó)際上相繼研究了多種新型高效的發(fā)動(dòng)機(jī)，并用于空間飛行任務(wù)，但它們依然無法擺脫被燃料束縛的命運(yùn)，飛行器的壽命仍受到制約。動(dòng)力源問題一直影響著人類進(jìn)入更深遠(yuǎn)太空的腳步。

 　　光驅(qū)動(dòng)是進(jìn)入空間的理想動(dòng)力

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 　　利用自然界的光驅(qū)動(dòng)飛行一直是人類進(jìn)入空間的理想動(dòng)力。在以往的大量研究中，科學(xué)家試圖利用“光壓”獲得動(dòng)力（“光壓”是射在物體上的光所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，利用太陽(yáng)帆等設(shè)備，收集太陽(yáng)光的光壓而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力），然而來自光壓的驅(qū)動(dòng)力微乎其微，遠(yuǎn)不能滿足特種和航天的負(fù)載要求。

 　　宋盛菊介紹，已有研究表明，有一種特殊的石墨烯材料，可在光的照射下有效驅(qū)動(dòng)飛行，其獲得的驅(qū)動(dòng)力是傳統(tǒng)光壓的1000倍以上。這意味著，“光動(dòng)”飛行或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

 　　石墨烯光驅(qū)動(dòng)最大的優(yōu)勢(shì)在于，它不受光源種類的限制，包括太陽(yáng)光在內(nèi)的各種光源都可以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，并且宇宙中太陽(yáng)能的能量是無限的。這意味著，或許將來飛行器不用燃料，只要攜帶一個(gè)石墨烯材料制成的帆板，就能上太空了。

 　　宋盛菊介紹，石墨烯光驅(qū)動(dòng)將為火箭動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來顛覆性的思想變革，這項(xiàng)技術(shù)將為人類探索未知宇宙空間打開又一扇大門。但該技術(shù)目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段，距離工程實(shí)踐還有很長(zhǎng)的距離。

 　　目前，火箭院也在開展相關(guān)研究，通過理論方法與數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，對(duì)石墨烯光驅(qū)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了初步研究，并成功設(shè)計(jì)了一種光推進(jìn)石墨烯復(fù)合材料薄膜，為下一步開展深入研究奠定基礎(chǔ)。