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美拟用激光牵引太空物体 科幻大片场景变为现实

http://www.kexue.com 2011-11-03 09:32:20 腾讯科学  发表评论


在科幻剧《星际迷航》中牵引光束可用于拖运太空飞船穿过太空

目前美国宇航局投入10万美元用于研究使用激光牵引航天器中的微粒

  据英国每日邮报报道,推拉移动物体的无形光束——“牵引光束”,是科幻作品中颇具吸引力的环节,在科幻剧《星际迷航》中牵引光束可用于拖运太空飞船穿过太空,俘获漂移太空舱,甚至能够捕获逃离的敌人。

  并非仅是科幻小说作家对牵引光束感兴趣,目前美国宇航局投入10万美元用于研究使用激光牵引航天器中的微粒,比如在太空轨道运行的火星探测器。

  真实的牵引光束可以移动活体细胞大小的微粒,目前还不能实现更大微粒的传输。美国宇航局称,这项牵引光束技术并未超越当前科学技术能力。美国宇航局首席调查员保罗-斯蒂斯雷和研究同事德米特里斯-普利奥斯、巴里-科伊尔在美国宇航局戈达德太空飞行中心进行了三项实验,研究如何通过激光集合并传输微粒至另一个装置,类似于吸尘器吸积灰尘,再将灰尘放至一个容器或者袋子中。

  目前美国宇航局投入10万美元用于研究使用激光牵引航天器中的微粒,比如在太空轨道运行的火星探测器。

  斯蒂斯雷说:“虽然牵引光束是科幻故事的主题之一,尤其是《星际迷航》,但目前激光基础诱捕装置并非凭空想象,也未超越当前现有技术。”现在研究发现三种不同方法可使用光的力量运输微粒,比如:单分子、病毒、核糖核酸和全功能细胞。最初观点认为我们可以使用牵引光束来清理轨道残骸,但牵引较大的物体至少当前是无法实现的。基于该理论我们可用于收集太空样本。”

  第一项实验是研究小组使用光学漩涡或者“光学镊子”,通过两束反向光束彼此环绕,结果产生环状几何范围微粒限定在重叠光束暗核部分,通过交替增强或减弱其中一支光束(其效果是加热环绕俘获粒子周围的空气),研究人员发现粒子会沿着环状光束中心移动。

  第二项实验是使用在物体周围螺旋位移的“光学螺线管束”,测试显示该途径能够捕获粒子,并对粒子施加与光束源相反的作用力。研究人员发现该技术可在真空下操作实现。

  第三项实验是“贝塞尔激光束”,激光会在中心焦点形成“环状同心圆”,至少从理论上激光束可沿着目标物体的路径上诱导磁场,相对于光束运动的方向逆向牵引目标物体。

  科伊尔说:“我们希望能够彻底理解这些方法,期待着其中一个方法能够用于我们的用途。我们已开始着手操作,迄今为止这是一项全新的应用,还没有人真正地尝试。”(悠悠/编译)

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