美国国家航空航天局的先进复合太阳帆系统最近搭乘火箭实验室的电子运载火箭进入太空。飞船在这次旅行中幸存下来,并成功地展开了太阳帆和支撑吊杆。未来这片风帆将仅利用来自太阳的光子加速,带着飞船环绕地球运行。
世界协调时周四5:33(美国东部时间下午1:33),先进复合太阳帆系统(ACS3)团队收到数据,显示太阳帆的部署已得到正式确认。此次部署是其演示复合吊杆太阳帆在低地球轨道运行的第一步。
数千年来,船只一直使用风力帆作为主要推进手段在地球的海洋上航行。与这些帆船一样,ACS3 的主要推进方式也是基于施加在附着风帆上的外部压力。不过,风帆使用的不是风,而是太阳光的压力来产生推进力。其原理是光子从反射帆上反弹,根据帆的方向推动航天器向所需的方向前进。
与受限于可用燃料和发动机容量的传统航天器不同,太阳帆只受限于其材料和相应控制系统的耐用性。ACS3 是由 NanoAvionics 公司制造的十二单元(12U)立方体卫星,尺寸仅为 9x9x13 英寸(23x23x34 厘米)。
这个微波大小的航天器使用柔性聚合物和碳纤维复合吊杆来展开航天器的风帆。帆板展开后的面积约为 860 平方英尺(80 平方米),相当于一个小型公寓的占地面积。
对于美国航天局的工程师来说,观察和分析帆板的性能尤为重要。ACS3 的新型小型复合材料吊杆更加耐用,不易弯曲。此外,它们还可以卷起来,以尽量减少存放空间,同时提供必要的刚度来支撑风帆。
美国宇航局艾姆斯研究中心的首席系统工程师艾伦-罗兹(Alan Rhodes)说:"7 米长的可展开吊杆可以卷成适合手握的形状。"
该航天器将围绕地球运行,距离地球约 600 英里(1000 公里),由于太阳帆材料的高反射率,在晴朗的夜晚观天者应该可以看到它。NASA 将利用 ACS3 测试期间获得的飞行数据设计未来的复合太阳帆系统,用于空间天气预警卫星。