俄羅斯圣彼得堡光電儀器綜合試驗研究所成功研制出用于發(fā)射航天器的激光推進(jìn)器實(shí)驗裝置。激光發(fā)動(dòng)機的優(yōu)勢在于：動(dòng)力源在地面或在軌道上，航天器將無(wú)需隨身攜帶超過(guò)本身重量的大量發(fā)動(dòng)機燃料；同時(shí)，使用激光發(fā)動(dòng)機發(fā)射航天器時(shí)，由于只燃燒了少量的氧氣而不污染環(huán)境，很容易借助激光站調整衛星的運行軌道，容易保護航天器避免與太空垃圾碰撞，并可銷(xiāo)毀太空垃圾。
有關(guān)使用地面激光站發(fā)射航天器的思想誕生于上世紀70年代，由前蘇聯(lián)科學(xué)家和美國科學(xué)家提出。其主要原理是：用強大的激光束照射某種氣體或物質(zhì)后，發(fā)生局部爆炸現象，爆炸產(chǎn)生的強大沖擊波可用做推進(jìn)器的動(dòng)力源。裝備激光發(fā)動(dòng)機的宇宙飛船就像一艘快速航行的帆船，除了“桅桿”和“帆”外，沒(méi)有一個(gè)多余的部件。1997年美國科學(xué)家首次借助于激光發(fā)動(dòng)機成功發(fā)射了一種航天器。
俄研究的使用激光器的宇宙飛船實(shí)驗裝置具有簡(jiǎn)單而獨特的結構，其中使用了兩個(gè)鏡子，目的是為了使航天器永遠迎著(zhù)光束飛行，同時(shí)，光束在這樣的結構中不會(huì )在蒸發(fā)材料上發(fā)生散射。第一個(gè)鏡子像一個(gè)拋光了的尖頂裝置，光束投向后，發(fā)生反射，并聚焦到第二個(gè)鏡子上。第二個(gè)鏡子套在尖頂鏡子的大部分上，它將收集到的光聚焦到含有蒸發(fā)物質(zhì)的暗室里。蒸發(fā)物質(zhì)在激光束的作用下加熱膨脹爆發(fā)，推動(dòng)著(zhù)航天器飛行。
在3年的試驗工作中，研究人員首先使用液態(tài)燃料做蒸發(fā)材料，但效果差。后來(lái)使用固體燃料做蒸發(fā)物質(zhì)，發(fā)現聚甲醛的效果最好，而使用聚氯乙烯效果要低30%，聚碳酸酯的效果更小。
俄研制出的使用激光推進(jìn)器飛行的宇宙飛船規模很小，第二個(gè)鏡子的直徑只有20厘米，重20克。在實(shí)驗中該飛船在5千瓦激光器的推動(dòng)下，以每秒3米—4米的速度飛行，激光轉換出的動(dòng)力達到了1.5牛頓。據悉，該項目得到了國際科學(xué)技術(shù)中心和日本國家宇航實(shí)驗室的資助。
俄研究人員認為，要使用激光器將航天器發(fā)射到軌道，最少需要1兆瓦的功率�，F在許多國家正在研制這樣的激光器。誰(shuí)第一個(gè)研制出，誰(shuí)將是第一個(gè)使用激光器發(fā)射航天器的國家。研制激光發(fā)動(dòng)機宇宙飛船的成本要比使用核電力發(fā)動(dòng)機低得多。但在太空中安置激光站，已經(jīng)屬于反導彈防空系統的一部分，會(huì )引起國際社會(huì )的關(guān)注。
(來(lái)源：科技日報；作者：董映璧)
