美国国家航空航天局（NASA）正准备在本月晚些时候发射一个先进的太阳帆航天器。先进复合太阳帆系统采用轻质聚合物复合材料制成的新型吊杆，计划于4月24日升空。

太阳能风帆是一种基于其基本原理而几乎迷人的技术。我们经常用比喻或类比的方式来谈论这个或那个概念，但太阳能帆船不需要这样。这是因为它们与地球上的帆船并不相似。它们的运行原理完全相同。

不同之处显而易见。帆船在水上行驶，由风推动。太阳帆在真空中航行，由太阳风推动。除此之外，它们还有惊人的相似之处。与帆船一样，太阳帆也可以在太阳风的推动下航行、转向、摇摆，以及进行几乎所有其他的机动操作。

一个最大的区别是，太阳帆没有太多的加速度，因为太阳风在小范围内的压力大约相当于一张纸条的重量。但是，太阳帆不需要燃料，可以无限加速。最棘手的问题是如何制造出足够轻的航天器和足够大的太阳帆，使其切实可行。

帆本身并不是什么难事。自 20 世纪 60 年代以来，塑料薄膜已经证明自己能够胜任这项工作。真正的问题在于用来固定风帆的吊杆。

"吊杆往往要么是沉重的金属吊杆，要么是设计笨重的轻型复合材料吊杆，这两种吊杆对于今天的小型航天器来说都不太适用。太阳帆需要非常大、稳定、轻质且能紧凑折叠的吊杆，"兰利研究中心先进复合材料太阳帆系统任务首席研究员基茨-威尔基（Keats Wilkie）说。"这种风帆的吊杆是管状的，可以像卷尺一样被压扁卷成一个小包，同时具有复合材料的所有优点，比如在温度变化时弯曲和挠曲较少"。

新型柔性聚合物和碳复合材料吊杆与 NanoAvionics 公司制造的十二单元（12U）立方体卫星相连。任务从新西兰马希亚的火箭实验室电子火箭上发射升空后，航天器将进入高度约为600英里（约1000千米）的太阳同步轨道，风帆将在约25分钟内展开，覆盖面积为860平方英尺（80平方米），吊杆从手掌大小展开到23英尺（7米）长。一旦展开，风帆将根据太阳风的角度调整飞行器的轨道。

如果演示任务顺利完成，它将引领更雄心勃勃的设计，包括面积达 21500 平方英尺（2,000 平方米）或相当于半个足球场大小的风帆。

"这项技术激发了人们的想象力，重新构想了帆船航行的整体理念，并将其应用于太空旅行，"美国国家航空航天局艾姆斯分局太阳帆任务项目经理鲁迪-阿奎利纳（Rudy Aquilina）说。"展示太阳帆和轻质复合吊杆的能力是利用这项技术启发未来任务的下一步"。

编译自:ScitechDaily