多拉A梦里的迷你小卫星会成为现实吗

可以很高兴地告诉你，这个场景即将成为现实！

在科幻电影中，各种太空航天器往往都是一个太空巨无霸，它们体积庞大， 因为它们需要载人，需要装载燃料还需要装载各种各样的补给品和科学仪器，甚至，在非常时期，装载毁灭星球的激光武器。

但是从现实世界的角度来说， 下一代的太空航天器可能会变得非常非常小！

我所说的小， 是指小到可以直接放进你的口袋里！就像多拉A梦从口袋里掏出来的那种。

想象把一大群这样的迷你航天器发射到宇宙的星系中，去它们可以通过自身携带的复杂的电子感应器来探索遥远的恒星和行星，他们能测量任何东西，从温度到宇宙射线。

仅仅需要发射一次航天器，你就能够操控数以万计的迷你航天器 飞向太空，这极大地增加了我们能够在宇宙中采集的数据量。

而且，作为单个个体来说，他们可以算是消耗品，也就是说，我们可以用他们替代那些造价昂贵的火箭或者探测器，把它们送到那些极度恶劣的环境中去。

事实上，现在卫星已经越做越小，几百个小型航天器其实已经在绕地球轨道飞行了，它们拍下外太空的照片，收集各类数据，比如地球大气层中细菌的行为特征，还有发射磁信号来帮助预测地震。

但是设想一下，如果它们可以飞出地球轨道， 那我们将会收获多少东西呀！这就是许多组织，比如说 NASA（美国国家航空航天局），想做的事情。发射迷你航天器去探索适合居住的星球，或者观测在地球上无法研究的天文现象。

但是这么小的航天器，难以装载大引擎或者数以吨计的燃料，那它要以什么动力向前推进呢？

其实，对于微小型航天器来说，它需要的是非常轻微的微型推力，我们所熟知的宏观物理学知识并不能应用在它们身上。

举例来说，每天牛顿力学体系都在崩塌，许多平常被我们忽视的力变得无比强大。

这些力之中就包括表面张力、毛细引力还有那些微观世界的作用力。迷你航天器的推进系统可以利用这些力量来跨越茫茫太空。

关于这方面，我们可以举个例子。有一种微型推进器，叫做微射电流喷射推进器，这是一种离子推进器，它可以通过喷射带电离子来产生动能。NASA喷气推进实验室设计的一个模型，只有几厘米大小！

让我们来看看它的工作原理。

那张邮票大小的金属板上覆盖着一百根纤细的针，并且由一层低熔点的金属覆盖着， 比如说铟（第49号元素）。

一张金属网将位于这些针的上方，并且一个在金属网和金属板之间，将会建立一个电场。当金属板被加热的时候，铟就会融化，随后毛细引力将液态的铟吸到针尖。

电场将融化的金属向上拖，而表面张力则将融化的金属向下拉，使铟变形成为圆锥状。

针尖极小的半径让电场力得以克服表面张力，而当电场力克服表面张力时，带正电的离子将以数万公里每秒的速度喷射而出。

由牛顿第三定律可知，这束离子流将推进航天器向相反的方向前进。

尽管每一个离子都是极其小的粒子，但是无数个离子联合起来，推动航天器的力量足以形成强有力的加速。

比起那些火箭引擎排出的大量气体，这股离子流要小得多，而且也更省燃料。这也让微小型航天器更加适合长时间的外太空任务。

虽然这些迷你航天器还没有完全测试完毕，但是很多科学家相信他们能够提供足够的推力来让迷你航天器飞出地球轨道！

事实上，他们预计， 数以千计的迷你航天器会在十年内被发射出去，用以收集那些我们现在看来难以企及的太空数据。

这就是一门新兴的学科，微型火箭学。

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