1
00:00:07,400 --> 00:00:10,906
想到太空船，你可能認為長成這樣

2
00:00:10,906 --> 00:00:13,414
或這樣，或者是這樣

3
00:00:13,414 --> 00:00:15,017
以上太空船的共通點是什麼?

4
00:00:15,017 --> 00:00:19,456
綜合以上是其體型巨大，因為要搭載人員、燃料

5
00:00:19,456 --> 00:00:22,758
各類物資、科學儀器

6
00:00:22,758 --> 00:00:26,414
甚至罕見情況下，足以摧毀行星的雷射

7
00:00:26,414 --> 00:00:31,231
但是，新一代真實世界的太空船實際上可能很小

8
00:00:31,231 --> 00:00:35,403
這裏講的大約是可以放進你口袋的大小

9
00:00:35,403 --> 00:00:40,708
想像發射一群這麼小的微太空船進入銀河

10
00:00:40,708 --> 00:00:43,215
它們可探索遙遠的恆星及行星

11
00:00:43,215 --> 00:00:46,331
攜帶著複雜的電子感應器

12
00:00:46,331 --> 00:00:50,027
能從溫度、宇宙射線等測量各種資料

13
00:00:50,027 --> 00:00:51,792
你可部署上千台這樣的微太空船

14
00:00:51,792 --> 00:00:54,886
其成本和一次太空梭任務相當

15
00:00:54,886 --> 00:00:57,229
卻可大量增加

16
00:00:57,229 --> 00:01:00,058
我們從宇宙蒐集的資料量

17
00:01:00,058 --> 00:01:02,364
個別而言，每台微太空船是消耗品

18
00:01:02,364 --> 00:01:04,715
其意謂我們可將之送到高風險環境

19
00:01:04,715 --> 00:01:08,468
這比發射數十億元的火箭或探測器還划算

20
00:01:08,468 --> 00:01:13,421
目前，已有數百個小太空船圍繞地球軌道

21
00:01:13,421 --> 00:01:14,960
拍攝外太空照片

22
00:01:14,960 --> 00:01:16,436
蒐集各種資料

23
00:01:16,436 --> 00:01:19,868
例如，地球大氣層內細菌的行為

24
00:01:19,868 --> 00:01:23,177
和電磁信號，以幫助地震預測

25
00:01:23,177 --> 00:01:28,477
想像微太空船若能飛越地球軌道
我們將可獲得更多

26
00:01:28,477 --> 00:01:32,393
這正是許多機構，例如NASA，想作的事

27
00:01:32,393 --> 00:01:36,334
送出微太空船偵察可居住的行星

28
00:01:36,334 --> 00:01:41,161
和觀察一些地球無法研究的天文現象

29
00:01:41,161 --> 00:01:45,924
但是，這麼小的太空船
無法攜帶大引撆或數噸燃料

30
00:01:45,924 --> 00:01:48,841
所以太空船要如何推動自己?

31
00:01:48,841 --> 00:01:53,744
顯然，微太空船需要微推進器

32
00:01:53,744 --> 00:01:55,602
在很小尺度上

33
00:01:55,602 --> 00:01:58,597
一些熟悉的物理定律並不適用

34
00:01:58,597 --> 00:02:02,934
尤其是日常的牛頓力學不再有效

35
00:02:02,934 --> 00:02:06,982
平常可忽略的作用力變得強而有效

36
00:02:06,982 --> 00:02:11,089
這些力包括表面張力和毛細管作用

37
00:02:11,089 --> 00:02:13,698
這些現象支配一些小物質的運作

38
00:02:13,698 --> 00:02:19,412
微推進系統可駕馭上述作用力而驅動太空船

39
00:02:19,412 --> 00:02:21,636
一種可能的運作方式

40
00:02:21,636 --> 00:02:26,251
稱為微流體電噴灑推進法

41
00:02:26,251 --> 00:02:28,214
這是一種離子推進器

42
00:02:28,214 --> 00:02:32,686
作法為噴出帶電粒子，以產生動能

43
00:02:32,686 --> 00:02:36,338
NASA的噴射推進實驗室開發出一種模型

44
00:02:36,338 --> 00:02:39,485
每邊只有幾公分寬

45
00:02:39,485 --> 00:02:40,813
其工作原理如下

46
00:02:40,813 --> 00:02:46,199
此郵票大小的金屬面板配有一百根細針

47
00:02:46,199 --> 00:02:50,631
其表層塗有低鎔點金屬，例如銦

48
00:02:50,631 --> 00:02:53,589
一個金屬網格置於細針上方

49
00:02:53,589 --> 00:02:57,579
再於網格及面板之間設立電場

50
00:02:57,579 --> 00:03:00,752
當面板受熱，銦開始鎔解

51
00:03:00,752 --> 00:03:04,966
毛細管作用將把液態金屬吸上細針

52
00:03:04,966 --> 00:03:08,116
一方面電場牽引鎔化金屬上升

53
00:03:08,116 --> 00:03:10,910
另一方面表面張力將其拉回

54
00:03:10,910 --> 00:03:14,210
造成銦變形成圓錐狀

55
00:03:14,210 --> 00:03:16,428
針尖的小半徑

56
00:03:16,428 --> 00:03:21,181
可讓電場克服表面張力

57
00:03:21,181 --> 00:03:22,589
一旦實現

58
00:03:22,589 --> 00:03:28,790
帶正電離子的噴離速度可達每秒數10公里

59
00:03:28,790 --> 00:03:33,828
此離子束可將太空船往相反方向推進

60
00:03:33,828 --> 00:03:35,941
這是受牛頓第3定律影響之故

61
00:03:35,941 --> 00:03:38,926
雖然每個離子為一極小粒子

62
00:03:38,926 --> 00:03:42,734
眾多離子推離太空船的總合力量

63
00:03:42,734 --> 00:03:46,339
足以產生有效加速度

64
00:03:46,339 --> 00:03:49,356
不像排出火箭引撆的廢氣

65
00:03:49,356 --> 00:03:53,373
此離子束比較小，而且燃料效率高

66
00:03:53,373 --> 00:03:57,745
更適合長途的深太空任務

67
00:03:57,745 --> 00:04:01,366
這類微推進系統尚未完整測試過

68
00:04:01,366 --> 00:04:04,513
但是，一些科學家認為可提供足夠動力

69
00:04:04,513 --> 00:04:07,690
讓小太空船脫離地球軌道

70
00:04:07,690 --> 00:04:11,707
事實上，他們預估上千台微太空船

71
00:04:11,707 --> 00:04:14,013
將在10年內發射

72
00:04:14,013 --> 00:04:18,065
蒐集眾多我們今日只能想像的資料

73
00:04:18,065 --> 00:04:21,402
此稱為微火箭科學