飛行器壽命受制于推進劑

  　　據(jù)中國運載火箭技術研究院（以下簡稱“火箭院”）研發(fā)中心設計師宋盛菊介紹，傳統(tǒng)飛行器大多采用化學推進劑為動力驅(qū)動，由于其攜帶的推進劑總量有限，飛行器的壽命也有限。當推進劑耗盡后，飛行器的生命也就終結了。

 　　特別是執(zhí)行一些遠距離、長時間飛行的深空探測、星際往返任務時，飛行器必須攜帶更多的燃料，這樣其重量也大幅增加，而要提升運載能力技術難度更大。

 　　對此，國際上相繼研究了多種新型高效的發(fā)動機，并用于空間飛行任務，但它們依然無法擺脫被燃料束縛的命運，飛行器的壽命仍受到制約。動力源問題一直影響著人類進入更深遠太空的腳步。

 　　光驅(qū)動是進入空間的理想動力

 　　利用自然界的光驅(qū)動飛行一直是人類進入空間的理想動力。在以往的大量研究中，科學家試圖利用“光壓”獲得動力（“光壓”是射在物體上的光所產(chǎn)生的壓強，利用太陽帆等設備，收集太陽光的光壓而產(chǎn)生驅(qū)動力），然而來自光壓的驅(qū)動力微乎其微，遠不能滿足特種和航天的負載要求。

 　　宋盛菊介紹，已有研究表明，有一種特殊的石墨烯材料，可在光的照射下有效驅(qū)動飛行，其獲得的驅(qū)動力是傳統(tǒng)光壓的1000倍以上。這意味著，“光動”飛行或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

 　　石墨烯光驅(qū)動最大的優(yōu)勢在于，它不受光源種類的限制，包括太陽光在內(nèi)的各種光源都可以產(chǎn)生驅(qū)動力，并且宇宙中太陽能的能量是無限的。這意味著，或許將來飛行器不用燃料，只要攜帶一個石墨烯材料制成的帆板，就能上太空了。

 　　宋盛菊介紹，石墨烯光驅(qū)動將為火箭動力系統(tǒng)設計帶來顛覆性的思想變革，這項技術將為人類探索未知宇宙空間打開又一扇大門。但該技術目前還處在實驗室階段，距離工程實踐還有很長的距離。

 　　目前，火箭院也在開展相關研究，通過理論方法與數(shù)值模擬相結合的手段，對石墨烯光驅(qū)動機理進行了初步研究，并成功設計了一種光推進石墨烯復合材料薄膜，為下一步開展深入研究奠定基礎。