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太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于这种推力很小,所以不能为航天器从地面起飞,但在没有空气阻力存在的太空,这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10-5~10-3g左右的...
题目内容:
太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于这种推力很小,所以不能为航天器从地面起飞,但在没有空气阻力存在的太空,这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10-5~10-3g左右的加速度。如先用火箭把太阳帆送入低轨道,则凭借太阳光压的加速,它可以从低轨道升到高轨道,甚至加速到第二、第三宇宙速度,飞离地球,飞离太阳系。如果帆面直径为300米,可把0.5吨质量的航天器在200多天内送到火星;如果直径大到2000米,可使5吨质量的航天器飞出太阳系。
假设宇宙航行器太阳帆被涂装成红色,太阳光中红光的辐射强度(即单位时间垂直辐射到单位面积上的能量)为P1,其它各色光的辐射总强度为P2,宇宙航行器太阳帆的受光面积为s,假设太阳帆能反射全部红光,其它各色光全吸收,不考虑康普顿效应,光速为c,求航行器因为光照而获得的动力F。(可以把红光外的其余各色光等效地用某一特定频率光代替)
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