當石墨烯遇上光,飛行器不用燃料也能飛!

發布時間 : 2019-02-20     來源 : 中國運載火箭技術研究院新聞中心

    飛行器上天都要帶大量的推進劑,像現役火箭約80%以上的重量是化學燃料和氧化劑!如果有一天飛行器不帶燃料也能飛,那多神奇!中國運載火箭技術研究院研究發展部正在研究“石墨烯光推進技術”,這項技術成熟應用后,飛行器真的可以不帶化學燃料,也不用發動機,就能遨游太空。

 

△石墨烯光推進飛行器示意圖


航天探索受制于燃料


    該項目負責人宋盛菊介紹,傳統的飛行器大多靠化學推進劑,也就是燃料和氧化劑來提供動力,攜帶多少推進劑,決定了飛行器能飛多遠以及它的在軌壽命等。世界各國為開展深空探測等航天活動,爭相研制重型運載火箭,但這依然無法擺脫被燃料束縛的命運。動力源的制約,導致人類航天活動無法走得更遠。


用石墨烯  光會產生更強大動力


    一直以來,各國科學家都在研究探索光驅動飛行技術。銀河系約有4000億顆發光的恒星,以光作為動力源,飛行器就能獲得取之不盡的能量,去想去的任何地方。目前,歐美德日等國都在開展以光為動力的太陽帆飛船試驗研究。
    宋盛菊說:“太陽帆使用的是聚酰亞胺薄膜,當太陽光照在材料表面時,會產生壓強,也就是光壓,光壓的作用力方向和光線照射方向一致。但在這種材料上產生的光壓比較小,產生的推力就小,飛行器的機動能力弱。因此我們基于目前國內的最新成果,提出研究具有更強動力的石墨烯光推進技術。”

 

△石墨烯光推進飛行器示意圖


    南開大學陳永勝教授等人發現,“在真空條件下,石墨烯材料可以在包括太陽光在內的各種光源的照射下驅動飛行,它獲得的驅動力是目前太陽帆的1000倍以上。”宋盛菊介紹,石墨烯是當前密度最小、強度最大、可以制成的最薄材料,同時它具有耐800℃以上高溫的優點,在光驅動下表現出驚人能力,非常適合在航天領域應用。
    目前,中國運載火箭技術研究院研究發展部正在開展相關機理研究,完成了石墨烯光推進飛行器的初步設計。歐洲部分國家也關注了這一熱點技術,正在開展相關試驗。宋盛菊說:“目前該技術才剛剛起步,還需要對其機理和性能進行深入的研究,一旦突破將為星際探索提供無盡動力,開啟人類探索未知宇宙空間的又一扇大門。”


(圖片由研究發展部提供)

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