設(shè)計用于在陽光下騎行的航天器部署其反射太陽帆

7月23日，在地球軌道上的一個小型宇宙飛船展開了一塊薄薄的聚酯薄膜，這是一個拳擊臺的區(qū)域。結(jié)果是一個反射的帆不是騎在風(fēng)上，而是騎在太陽的光線上，推動車輛穿過太空。

現(xiàn)在正在運行閃亮新配件的太空船被稱為LightSail 2，由行星協(xié)會運營，該行星協(xié)會是一個倡導(dǎo)太空探索的非營利組織。它的目標(biāo)是展示一種在沒有依賴化學(xué)推進(jìn)劑的情況下將車輛移動通過空間的方法，化學(xué)推進(jìn)劑可能很重，有毒且使用昂貴。這種太陽能技術(shù)可以為推動地球周圍和太陽系的車輛提供一種具有成本效益的替代方案。“你永遠(yuǎn)不會耗盡燃料，”行星協(xié)會首席執(zhí)行官比爾奈在LightSail 2發(fā)布之前告訴The Verge。“這對某些任務(wù)來說是理想的。”

“你永遠(yuǎn)不會耗盡燃料。”

LightSail 2不依賴于傳統(tǒng)燃料，而是依靠被稱為光子的光粒子來操縱太空。光子可能沒有任何質(zhì)量，但它們有動量。每當(dāng)光子與反射表面碰撞時，它們就會反彈，對它們所擊中的任何東西施加微小的推動力。

在接下來的一個月中，LightSail 2將在軌道上進(jìn)行一些舞蹈，來回扭轉(zhuǎn)它的風(fēng)帆，以便在陽光下騎行。當(dāng)它接近太陽時，宇宙飛船將保持其帆邊朝向光線。然后，一旦它直接在太陽前面，它將扭轉(zhuǎn)并面向太陽的風(fēng)帆。“它的工作方式非常像帆船，在那里你可以推動，扭曲和包裝成'風(fēng)'，”奈說。“然后你扭轉(zhuǎn)并利用順風(fēng)航行。”如果一切順利，太陽光會照射到LightSail 2上，當(dāng)太空船在地球上鞭打時，它的軌道會略微上升。

這種在陽光下航行的概念是著名的天體物理學(xué)家卡爾·薩根(Carl Sagan)的夢想，他共同創(chuàng)立了行星協(xié)會。薩根甚至在1976年由約翰尼卡森主演的今夜秀中展示了太陽帆的模型。“它可以從太陽出來。它可以向太陽發(fā)展，“薩根當(dāng)時告訴卡森。“而且因為它具有恒定的加速度，它可以比通常的各種火箭推進(jìn)更快，更方便地繞太陽系內(nèi)部運行。”

在過去的十年中，行星協(xié)會一直努力將其前任老板的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。它開發(fā)了一種CubeSat--一種大小與鞋盒大小相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化小衛(wèi)星 - 可以在太空中部署自己的帆。他們的設(shè)計擴(kuò)展了來自航天器的四個鈷合金梁，將聚酯薄膜帆拉成方形結(jié)構(gòu)。這是一個微妙的過程;聚酯薄膜比人發(fā)的寬度薄。

聚酯薄膜比人發(fā)的寬度薄

2015年，行星協(xié)會在聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的Atlas V火箭上發(fā)射了第一艘名為LightSail 1的太陽帆航天器。經(jīng)過幾次snafus，帆成功部署，證明該技術(shù)可行。但是，LightSail 1的軌道太低而無法正常航行。氣氛剛好足以克服太陽光的任何推動。

從該任務(wù)中汲取的經(jīng)驗教訓(xùn)，行星協(xié)會創(chuàng)建了LightSail 2并于6月25日在SpaceX的獵鷹重型火箭上將其發(fā)射到太空。發(fā)射后不久，它被部署到距離地球720公里的軌道上。在這個高度，地球大氣阻力較小，這意味著，LightSail 2應(yīng)該能夠利用太陽的動量將其軌道提高約15公里。

最終，這種軌道升高將導(dǎo)致航天器的消亡。LightSail 2只能在地球的一側(cè)上升軌道，每當(dāng)軌道在那一側(cè)變高，軌道就會在另一側(cè)上升。在大約一年的時間里，LightSail 2將足夠接近地球，它將被拖入地球的大氣層，在下降過程中燃燒起來。

你可以瞥見LIGHTSAIL 2

然而，它的火熱消亡不會是悲劇，因為LightSail 2只是為了證明這種類型的太空推進(jìn)能夠發(fā)揮作用。如果能夠做到這一點，行星協(xié)會計劃與其他航天器開發(fā)商共享其太陽帆技術(shù)，這些開發(fā)商正在尋找通過太空操縱車輛的創(chuàng)新方法。太陽帆可以用于維持航天器在軌道上的位置這樣簡單的東西，或者可以放大用于將貨物運送到火星這樣復(fù)雜的東西。

這完全取決于這項任務(wù)的進(jìn)展情況。與此同時，你可以瞥見LightSail 2，因為它穩(wěn)步攀升到更高的軌道。它的大帆是如此反光，如果你恰好正好在正確的時間抬頭，肉眼可以看到它。行星協(xié)會將提供有關(guān)LightSail 2在天空中的位置的信息，以便觀星可以在陽光下騎行時發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星。