NASA 昨天晚上搭乘 Rocket Lab 的 Electron Launcher 在新西兰升空，并准备测试一种新的、高度先进的 太阳帆设计。现在，该机构的 先进复合材料太阳帆系统 (ACS3) 已经进入距离地球约 600 英里的太阳同步轨道，在接下来的几周内，它将部署并展示一项技术，该技术有一天可以在无需任何实际火箭燃料的情况下为深空任务提供动力。
太阳帆背后的基本原理 太阳帆 并非没有疑问。通过捕捉太阳能 释放的压力，薄薄的帆片可以以极高的速度推动航天器，类似于帆船。工程师们已经 演示了这些原理，但 NASA 的新项目将特别展示一种由碳纤维增强的柔性复合聚合物材料构成、有前景的臂设计。
尽管 ACS3 被装在一个烤面包机大小的包装中交付，但它只需不到 30 分钟即可展开成一张 860 平方英尺的超薄塑料薄膜，并由其四个 23 英尺长的配套帆臂固定。这些杆一旦展开，就可以像帆船的帆臂一样，保持薄膜足够绷紧以捕捉太阳能。
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但 ACS3 帆臂之所以如此特别，是因为 它们的存放方式。任何太阳帆的帆臂系统都需要在剧烈的温度波动中保持足够的刚性，并且足够耐用以支撑漫长的任务周期。然而，放大版的太阳帆将相当庞大——NASA 目前正在规划未来尺寸达到 5,400 平方英尺的设计，大致相当于一个篮球场的大小。这些帆将需要非常长的帆臂系统，而这些系统不一定能装进火箭的货舱。
为了解决这个问题，NASA 将其新型复合材料帆臂卷成一个大约信封大小的包装。准备就绪后，工程师将使用类似于卷轴的提取系统来展开帆臂，以尽量减少潜在的卡滞。一旦就位，它们将固定住微观的太阳帆，同时机载摄像头将记录整个过程。
NASA 希望该项目能让他们评估其新的太阳帆设计，同时测量其产生的推力如何影响微型航天器近地轨道。与此同时，工程师将评估其新型复合材料帆臂的弹性，这些帆臂比以往任何太阳帆帆臂原型轻 75%，并且设计上的形状变形减少了 100 倍。
不过，不要指望 ACS3 实验会飞得很高。在 预计为期两个月的初始飞行 和子系统测试阶段之后，ACS3 将进行为期数周的测试，以评估其提升和降低立方体卫星轨道的能力。这项工作要利用 NASA 所说的相当于您手中回形针重量的太阳力。尽管如此，如果 ACS3 的帆和帆臂系统成功，它可能会促使设计升级，足以实现太阳系范围内的旅行。
