美国宇航局将在微波炉大小的立方体内展开一面 860 平方英尺的太阳帆

昨天晚上，美国宇航局搭乘位于新西兰的火箭实验室电子发射器，准备测试一种新型、极为先进的太阳帆设计。该机构的先进复合太阳帆系统 (ACS3) 目前位于距地球约 600 英里的太阳同步轨道上，将在未来几周内部署并展示一项技术，该技术有朝一日可以在发射后无需任何实际火箭燃料即可为深空任务提供动力。

太阳帆的原理毋庸置疑。通过捕捉太阳能释放的压力，薄板可以推动航天器以极快的速度前进，就像帆船一样。工程师们之前已经演示过这些原理，但 NASA 的新项目将特别展示一种有前途的吊杆设计，该设计由碳纤维增强的柔性复合聚合物材料制成。

尽管 ACS3 的包装尺寸只有烤面包机大小，但它只需不到 30 分钟就能展开，变成一块 860 平方英尺的超薄塑料板，由四根 23 英尺长的吊杆固定。这些杆一旦展开，便可用作帆船吊杆，使塑料板保持足够的绷紧，以捕获太阳能。

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但 ACS3 吊杆的特别之处在于它们的储存方式。任何太阳帆的吊杆系统都需要在剧烈的温度波动下保持足够的刚性，并且足够耐用以度过漫长的任务时间。然而，放大后的太阳帆将非常庞大——NASA 目前计划的未来设计将达到 5,400 平方英尺，大约相当于一个篮球场的大小。这些帆将需要极长的吊杆系统，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 将新复合材料吊杆卷成一个信封大小的包裹。准备就绪后，工程师将使用类似于磁带卷轴的提取系统来解开吊杆，以尽量减少潜在的卡塞。安装到位后，他们将固定住极薄的太阳帆，机载摄像机将记录整个过程。

美国宇航局希望该项目能让他们评估新的太阳帆设计，同时测量其产生的推力对微型航天器的低地球轨道的影响。与此同时，工程师们将评估他们的新型复合材料帆杆的弹性，这种帆杆比以前的任何太阳帆杆原型轻 75%，变形率也降低了 100 倍。

不过，不要指望 ACS3 实验会飞向太空。在预计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，以测试其提升和降低 CubeSate 轨道的能力。NASA 表示，利用太阳能量相当于手掌中回形针的重量，这项工作非常艰巨。不过，如果 ACS3 的帆和吊杆系统成功，它可能会导致设计规模扩大到足以穿越太阳系。