太空鏡:它比月亮亮一百倍,將點亮整個夜空

2020-12-25 蚊知


1993年2月4日晚上黎明前的幾個小時,一個直徑5公裡的巨型「聚光燈」,

在高空上從西向東橫穿整個歐洲,然後消失在白俄羅斯的晨曦中。

那些在陽臺上打掃的人報告說,看到了一瞬間的淡銀色光芒。

這個聚光燈來自一個大型反射器。

該反射器是俄羅斯聯邦航天局於從拜科努爾宇宙飛船發射升空進入軌道的,

被稱為Znamya,在俄語中意為「橫幅」或「旗幟」。

衛星是一項實驗,它的目的很「小學生」:

旨在研究使用太空鏡利用太陽光線照亮行星的夜色的可能性。

追溯歷史

使用空間鏡的想法最初,是由納粹德國物理學家赫爾曼·奧伯斯(Hermann Oberth)於1929年提出的。

其目的是為了毀滅!

奧伯斯希望使用100米寬的凹面鏡製造一種武器,該武器可以將日光反射到地球上的一個集中點,

從而可以焚燒整個城市,甚至可以煮沸海洋。

納粹最初對這種所謂的「太陽槍」表現出極大的興趣,

但後來決定有更簡便的燃燒城市的方法——投燃燒彈!

因為沒有人會從沸騰的海洋中受益。

直到半個世紀後的1980年代後期,

蘇聯工程師弗拉基米爾·謝爾蓋維奇·西羅米特尼科夫(Vladimir Sergeevich Syromyatnikov)才發現了這一概念,

他看到了太空鏡方面的機會,以進一步提高他對太陽帆的興趣。

太陽帆概念圖

西羅米特尼科夫是一位出色的工程師,他的傑出成果是他設計了太空艙的對接系統。

正是這一對接系統,使得蘇聯和美國的太空艙能夠在阿波羅-聯盟號首次飛行任務間可以相互連接。

至今,他的設計仍在國際空間站的太空梭中使用。

此外,西羅米特尼科夫還幫助設計和開發了世界上第一架載人太空飛行器沃斯託克(Vostok)。

該飛行器於1961年,將尤裡·加加林(Yuri Gagarin)發射到外太空。

彼時,西羅米特尼科夫對太陽帆產生了興趣。

因為太陽帆是一種推進太空飛行器的方法。

可以利用太陽和遙遠恆星的輻射壓力在太空中傳播,就像帆船利用風的力量在海洋中航行一樣。

但是,太陽帆必須很大,因為輻射壓力極弱,並且只有巨大的帆才能產生足夠的力來將太空飛行器以可觀的速度推進。

Znamya 2太空鏡的實際照片。

例如,一條800 x 800米的太陽帆可以在400天內將2噸貨物運送到火星。

太陽帆的想法引人入勝,但當時的蘇聯領導人更加專注於地球事務,尤其是如何提高工人的生產率。

為了引起人們對太陽帆的興趣,

聰明的西羅米特尼科夫提出可以使用大型反光鏡將陽光發射回地球,

以照亮城市和農田,特別是在永久性的黑暗極地地區,使工人和農民能夠在日落後工作。

西羅米特尼科夫認為這可以減少電氣照明的能源成本,

並在播種和收穫季節延長暮光時間以幫助農民。

它還可以幫助地震和颶風等自然災害後的救援和恢復行動。

1992年10月,進步號M-15太空火箭從拜科努爾宇宙飛船起飛,並將衛星Znamya 2送入軌道。

在繼續附著在和平號空間站上三個月之後,1993年2月4日,Znamya 2取消對接並部署了聚酯薄膜反射器,跨度20米。

由於沒有支撐架,衛星被緩慢旋轉,因此離心力將使反射器保持不傾斜狀態。

最終鏡子開始工作了,在日出前的幾個小時中,

直徑約5公裡的昏暗光點以每秒8公裡的速度在地球表面運行,

從法國南部穿過瑞士,德國,捷克共和國,波蘭開始,最後消失了在白俄羅斯的早晨的陽光中。

不幸的是,那天天氣多雲,沒有很多地面目擊者。

實驗僅持續了幾個小時,此後衛星被解軌道,並在大氣層中燃燒。

Znamya 2的成功為Znamya計劃提供了新的動力,蘇聯科學家開始計劃更大的計劃。

原定於1999年進行第二次發射。

Znamya2.5號將攜帶稍大的帆(直徑25米),

預計會發出更亮的光芒(最多十個滿月),投射更大的光束(跨度7公裡),

並且最重要的是,讓聚光燈每次都在地球上的固定位置發光幾分鐘。

如果成功的話,Znamya 3將會發射一個70米的鏡子,最終該程序將包含一系列衛星,

這些衛星位於與太陽同步的軌道上,每個衛星載有200米的鏡子,每個鏡子的照明能力為10平方英裡。

亮度比月光大100倍的地球區域。

這個想法實質上是將夜晚變成白天。

不幸的是,Znamya 2失敗了。

帆展開時,織物被Mir的觸角之一夾住,精緻的帆被撕裂了。

蘇聯解體後,由於俄羅斯的財政狀況已經不盡人意,政府決定沒有足夠的預算來支持科學研究

因此這項任務被取消了。

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