御風(fēng)而行早已實現(xiàn),如今人類已能御光而行,這種技術(shù)可達光速50%
光速是宇宙中物質(zhì)所能達到的最快速度,是光子前進的速度,而且這個速度在真空中又是恒定不變的,即每秒鐘約30萬公里??茖W(xué)家認(rèn)為光子本身是沒有靜止質(zhì)量的,但是由于它的速度極快,因此它的動能極高,那么理論上講,如果用某個物體攔截光子的話,這個物體也將獲得來自光的動能。

這是因為當(dāng)光子撞擊到光滑的平面上時,可以像從墻上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向,同時給撞擊物體以相應(yīng)的作用力,這樣物體就獲得了來自光的動能,而由于光速極快,那么這個物體在一個方向上如果能捕捉足夠多的光子的話,相應(yīng)地也能獲得極快的速度。

該原理也已經(jīng)獲得實驗驗證,所謂的光帆技術(shù)利用的就是這一原理,2015年5月,美國光帆1號A航天器由宇宙神5號發(fā)射升空,當(dāng)時成功驗證了光帆展開系統(tǒng),但由于軌道高度較低,從太陽光壓中獲取的動力未能克服地球大氣的阻力,因此未能成功;今年的6月25日,光帆2號又搭乘美國獵鷹重型火箭發(fā)射升空,據(jù)美國行星學(xué)會發(fā)布的消息稱,“我們很高興地宣布‘光帆2號’任務(wù)取得成功?!?/p>
這個飛行器于7月23日展開了銀色的太陽帆,經(jīng)地面控制人員優(yōu)化調(diào)整朝向后開始提升軌道,從7月26日至7月30日的5天時間中借助太陽帆將遠地點提高了2公里,距地表約727公里,這一成績的取得實際上就是光環(huán)依靠太陽光的光子提供的動能(太陽光壓)做到的。


美國行星學(xué)會首席科學(xué)家布魯斯·貝茨說,“我們的(成功)標(biāo)準(zhǔn)是僅利用太陽光壓來改變飛行器的運行軌道,從而驗證受控光能太陽帆技術(shù),這是先前從未做過的事情?!毕荣t列子曾經(jīng)期待御風(fēng)而行,這一愿望人類早就能夠憑借飛行器翱翔長空御風(fēng)而行,而光帆2號對于光帆技術(shù)的驗證,也說明人類已掌握御光而行的能力。

就像風(fēng)帆需要利用風(fēng)能鼓動前進一樣,光環(huán)則是在利用光能推動前進。光帆2號飛行驗證器的重量約5公斤,這么輕應(yīng)該很小了吧,但是這個只有10斤的航天器帆面展開的面積卻達32平方米,因此可以捕獲足夠多的太陽光壓,依靠其在表面產(chǎn)生的推動力前進,又因為光速足夠快,那么這種航天器如果能夠長時間這樣捕捉光壓勢能的話,其速度也可以提高的極高的水平上。

太陽帆飛行器利用太陽光的光子動量作為動力,這是一種研究飛行器動能的新的嘗試,傳統(tǒng)的方法都是在發(fā)動機上做文章,但是目前火箭發(fā)動機的速度都會受到燃料噴射速度的限制,因此不可能太快,而等離子發(fā)動機的技術(shù)瓶頸也難以突破,因此收集光子的動能獲得足夠快的速度就成了一種另辟蹊徑的方法,而且這種方法不需要燃料就可以讓飛行器以極快的速度飛行,霍金提出的突破射星計劃中,認(rèn)為這種方法可以將航天器的速度提升到光速的20%左右,這也將使得星際航行成為可能。

這種依靠光壓推動物體的理論也催生了人們對光子發(fā)動機的研究設(shè)想,就是制造出一種發(fā)動機,讓其向某一個方向噴出光速,只要能產(chǎn)生足夠強的光壓,就可以用反方向的推力來推動發(fā)動機帶動某個物體前進,這種發(fā)動機也被叫做光子火箭發(fā)動機,理論上它的速度也能接近光速的1/2,這種發(fā)動機原理上類似于我們常用的手電筒,只是常用手電筒開啟后向前方產(chǎn)生的光壓太小,根本不足以讓手電筒后退。
