NASA验证新一代太阳帆吊杆技术_新浪财经

NASA先进复合太阳帆系统航天器在轨道上运行时的概念图。

这幅概念图展示了利用太阳能量在太空中航行的先进复合太阳帆系统航天器。

太阳帆系统将展示如何利用创新材料和结构，在微波炉大小的立方体卫星上部署下一代太阳帆。正如帆船的动力来自风帆一样，太阳帆利用太阳光的压力进行推进，无需传统的火箭推进剂。

NASA工程师正在检查先进复合太阳帆系统航天器。当复合吊杆和太阳帆在轨道上展开时，它们的面积将达到约860平方英尺（80平方米），大约相当于6个停车位的大小。　　新西兰时间4月24日上午10时33分，美国国家航空航天局（NASA）的“先进复合太阳帆系统”搭乘火箭实验室的“电子”火箭，从该公司位于新西兰马希亚的1号发射场发射台升空。　　这颗微波炉大小的卫星正在飞往低地球轨道的途中，以测试下一代太阳帆技术，该技术利用太阳光的力量作为推进力。太阳帆技术　　在太空中航行听起来像是科幻小说中的情节，但这一概念已不再局限于书籍或大银幕。新一代太阳帆技术——“先进复合太阳帆系统”已经搭乘火箭实验室的火箭发射升空。这项技术可以推动未来的太空旅行，扩大我们对太阳和太阳系的了解。　　太阳帆利用太阳光的压力作为推进力，向太阳或远离太阳倾斜，使光子从反射帆上反弹，推动航天器。这样就省去了笨重的推进系统，可以实现持续时间更长、成本更低的任务。虽然质量减轻了，但太阳帆一直受到帆杆材料和结构的限制，帆杆的作用很像帆船的桅杆。但是，NASA即将改变未来的帆船游戏规则。NASA的新型轻质太阳帆　　“先进复合太阳帆系统”演示使用了一颗由NanoAvionics公司制造的12单元（12U）立方体卫星，以测试由柔性聚合物和碳纤维材料制成的新型复合吊杆，这种吊杆比以前的吊杆设计更坚硬、更轻。这次任务的主要目标是成功演示新型吊杆的部署，但一旦部署完成，团队还希望证明太阳帆的性能。　　就像帆船转向捕捉风一样，太阳帆可以通过调整帆的角度来调整轨道。在对吊杆部署进行评估后，这次任务将测试一系列改变航天器轨道的操作，并为未来可能使用更大太阳帆的任务收集数据。　　“吊杆往往要么是沉重的金属结构，要么是由轻质复合材料制成的笨重结构，这两种设计对于今天的小型航天器来说都不太适用。”NASA兰利研究中心的任务首席研究员基茨·威尔基（Keats Wilkie）说：“太阳帆需要非常大、稳定、轻质且能紧凑折叠的吊杆。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。”太阳帆的展开和可见度　　在到达距地球约600英里（1000千米）的太阳同步轨道后，航天器将开始展开横跨聚合帆板对角线的复合吊杆。大约25分钟后，太阳能帆板将完全展开，面积约为860平方英尺（80平方米），大约相当于6个停车位的大小。安装在航天器上的相机将捕捉帆板的重要时刻，监测其展开过程中的形状和对称性。　　如果光照条件合适，从地球上就可以看到飞船的大帆。一旦完全展开并处于适当的方位，帆的反光材料就会像夜空中最亮的星一样明亮。　　NASA艾姆斯研究中心的首席系统工程师艾伦·罗兹说：“7米长的可展开吊杆可以卷成适合你手握的形状。我们希望在这个航天器上验证的新技术能够激励其他人以我们甚至还没有考虑过的方式使用这些技术。”推动未来创新　　通过NASA的小型航天器技术计划，太阳帆轻质复合材料吊杆的成功部署和运行将证明其能力，并为更大规模的月球、火星及更远的任务打开大门。　　这种吊杆设计有可能支持未来的太阳帆，其面积可达5400平方英尺（约合500平方米），大约相当于一个篮球场的大小，而这次任务的成功所带来的技术可以支持面积达21500平方英尺（约合2000平方米）的太阳帆，大约相当于半个足球场的大小。　　“太阳将持续燃烧数十亿年，因此我们拥有无限的推进力。我们可以利用现有的‘燃料’发射更大的太阳帆，而不是为未来的任务发射巨大的燃料箱，”罗兹说，“我们将展示一个系统，利用这一丰富的资源，在探索和科学领域迈出一大步。”　　由于太阳帆利用太阳的能量，因此可以提供持续的推力，以支持那些需要独特制高点的任务，例如那些试图了解太阳及其对地球影响的任务。长期以来，太阳帆一直是飞行任务所期望的一种能力，它可以携带监测太阳天气的早期预警系统。太阳风暴和日冕物质抛射会对地球造成巨大破坏，使电网超载、无线电通信中断，并影响飞机和航天器。　　复合材料吊杆的未来还可能超越太阳帆本身：其轻质设计和紧凑的包装系统可能使其成为在月球和火星上建造人类营地的完美材料，可用作建筑物的框架结构或紧凑的天线杆，为探索月球表面的宇航员建立通信中继站。　　“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，”NASA艾姆斯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继续”。　　NASA艾姆斯中心负责管理先进复合太阳帆系统项目并设计和建造了机载照相诊断系统。NASA兰利中心设计并建造了可展开复合材料吊杆和太阳帆系统。NASA的小型航天器技术（SST）项目办公室设在艾姆斯中心，由该机构的空间技术任务局（STMD）领导，负责资助和管理此次任务。NASA空间技术任务局的Game Changing Development计划开发了可部署复合吊杆技术。加利福尼亚州长滩的火箭实验室公司提供发射服务，NanoAvionics公司提供航天器总线。（逸文）