太阳帆

太阳帆又称光帆、光子帆或太阳帆，是利用太阳光的辐射压来驱动太空探测器的概念。

与其他驱动器相比，太阳帆的加速度非常低。 因此，使用太阳帆的概念设想了多年的任务持续时间。 技术挑战是在太空中部署和操纵非常轻且非常大的水翼。

有了太阳帆，就要利用太阳的辐射压作为驱动源。 太阳常数为 1.367 kW/m²（太阳在距地球一定距离处的辐射功率密度），这导致辐射压力为 9.1 μN/m² – 具有完全的垂直反射，然而，这没有意义在行星际轨道上。 典型的是羽毛的倾斜位置，其中出现切向力分量，可以增加或减少轨道能量。 作用在地球轨道区域内一平方米帆面积上的力则约为4µN。

因此需要非常大的面积和很长的时间来显着加速即使是小质量。 这意味着帆必须非常薄。 如果覆盖的质量为 10 g/m²，包括有效载荷，则加速度为 0.4 mm/s²，速度增加 10 km/s 将需要将近一年的时间。

阳光的强度与距离成反比。 近距离飞越太阳可以利用它来获得更大的加速度值。

为了执行此操作，进步M—15M号货运飞船在远程控制下脱离对接，并在 230 米的距离处旋转以稳定位置。40 kg 的反射器在离心力的作用下在电动轴上拉伸至直径 20 m，但围绕圆周连接的八个箔段的边缘并未完全展开。

1999 年，“太阳帆”能够演示在地面部署 20 m × 20 m 的太阳帆。 风帆由四个碳纤维增强塑料外伸支架组成，展开时会展开聚酰亚胺风帆。 悬臂管由两个卷起的半壳组成，展开后会恢复原来的形状。喷气推进实验室为演示器提供了一个风帆部分。

2001 年，宇宙工作室（Cosmos Studios）和行星协会的一次亚轨道测试失败了，因为使用的波浪号运载火箭的第三级未能分离。宇宙1号应该使用充气管部署了八个 5µm 厚的镀铝聚酯薄膜段。2005 年，第 一级故障阻碍了在 800 公里高度的轨道部署。该实验旨在证明通过增加太阳帆的轨道。

太阳帆船设计用于部署 38m × 38m 的太阳帆，并展示帆的机动性和适航性。

“太阳帆”驱动概念需要极薄的箔片，与镜面涂层和跨越结构一起，比纸轻十到一百倍，同时具有足够的抗撕裂性，可以从紧凑的包装展开到是足球场大小的几倍。