一款太陽能驅動的飛行器,類似於旅行者號,去了沒有太陽的星系吸收不到太陽能,不就沒有能量了嗎?
旅行者號不用考慮能量的問題,通過慣性滑行,不需要耗費任何能量,但是如果有飛行器離開太陽系。又如何能夠汲取能量呢?
其它恆星系統一般有發光恆星,只是光度不一定滿足飛行器的功率需求。
在目前的技術下,飛行器可以自己攜帶裂變電池。放射性物質的衰變熱可以長久地提供能量。
在距離太陽系不算很遠的地方,可以從太陽系內的巨型激光陣列發射激光束去照射飛行器。目前認為3000TW激光陣列可以將光束射到比鄰星附近去推動光帆飛行器。當然,這種激光器在太陽系內是個嚇死人的武器系統,十分危險。
在更加遙遠的地方,沒有發光恆星卻還能維持「星系」構造意味著那裡有坍縮星、有行星之類,飛船可以用少量燃料做引力彈弓加速。燃料可以是在有光線照射時通過巴薩德前置集氣裝置從星際空間收集的氫。但是,人類目前發射的低速飛行器考慮這個實在沒有必要。在它經過漫長的時間到達其它星系時人類可能早已滅亡,飛行器上的儀器也可能早已報廢。
太陽能就是光能,並不是我們這顆太陽所獨有的。所有的恆星都在無休無止地向四面八方發出電磁輻射(各種頻率的光),而且這光是無遠弗屆的。你能看見天狼星(地球上可見的日、月、行星之外最亮的天體),就說明它所發出的光已經照到你頭上了。所謂的「星系」(行星系: planetary systems),講的是引力束縛系統。若從光輻射的角度來看,根本就不存在任何邊界。你在太陽系裡能照到太陽光,也能照到天狼星的光、織女星的光,這就是明證。差別僅在於有強有弱——
除了光源本身的性質——恆星的大小和年齡——主要就是距離來決定強弱。這就涉及到臭名昭著的平方反比公式:
假定某恆星(比如太陽)是一個點,以這個點為原點,以某一距離為半徑(比如太陽到地球的距離1AU),我們可以假想出一個球。那麼這個球面上任意一點的光輻射強度I 就等於恆星的總功率P 除以球面面積:
而球面面積公式為 ,於是
同一時間點上,某恆星(比如太陽)的輸出功率P是一個確定的值,4、 都是常數。由此可知,光照強度跟物體與光源的距離r的平方成反比。
地球距離太陽是1個AU,土星距離太陽約10個AU,那麼
這還只是土星。冥王星距離太陽約40個AU,那冥王星上的日照強度就是——40的平方——只有地球的 !
不用去別的星系,太陽系都沒走出去,太陽能就弱到快可以忽略不計了。