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可能减慢星际太阳帆速度的奇怪力量
当太阳帆接近速度的很大一部分时，它们可能会遇到来自光本身的阻力。将航天器运送到另一颗恒星并不只是建造更大的火箭那么简单。化学推进对于实际时间尺度上的星际旅行来说太慢了，这就是为什么许多任务概念转向光本身的原因 [...]
来源:SciTech日报当太阳帆接近速度的很大一部分时，它们可能会遇到来自光本身的阻力。
将航天器运送到另一颗恒星并不只是建造更大的火箭那么简单。化学推进对于实际时间尺度上的星际旅行来说太慢了，这就是为什么许多任务概念转向光本身作为发动机。
其中一个领先的想法是太阳帆，这是一个由光子推动的巨大反射片。在更雄心勃勃的星际设计中，帆不仅由阳光驱动，还由强大的激光驱动，可以将帆加速到远远超出传统航天器所能达到的速度。
哈尔滨工业大学的 Chao Shen 和 Jiaze Li 在 arXiv 上发布的一篇新论文指出了一个奇怪的复杂情况。在光速的很大一部分时，推动帆前进的光可能会开始对其产生不利影响。
光子以多种方式推动
本文研究了光子将力传递到太阳帆的三种方式。第一个是入射光，它来自光子撞击帆的直接动量。第二种是镜面反射，当光子从反射表面干净地反弹并传递额外动量时就会发生这种情况。第三种是漫散射，当光子被吸收然后以随机方向重新发射时就会发生这种情况。
在正常情况下，这些效果有助于推动帆。但一旦飞船开始以相对论速度移动，情况就会发生变化，其中运动规则必须考虑到接近光速时变得重要的效应。
当帆远离激光源时，到达帆的光线会因多普勒效应而发生偏移。频率下降，三个光子驱动力各自产生的推力也随之下降。这意味着帆行驶得越快，保持有效加速就越困难。
光本身变成阻力
工程必须迎头赶上
DOI：10.48550/arXiv.2606.04052
改编自最初发表在 UniverseToday 上的文章。