NASA的太陽能帆成功展開讓太空船實現無燃料控制
美國國家航空暨太空總署的先進複合太陽帆系統最近搭乘火箭實驗室的電子運載火箭進入太空。飛船在這次旅行中倖存下來,並成功地展開了太陽帆和支撐吊桿。未來這片風帆將僅利用來自太陽的光子加速,帶著太空船環繞地球運行。
世界協調時週四5:33(美國東部時間下午1:33),先進複合太陽帆系統(ACS3)團隊收到數據,顯示太陽帆的部署已正式確認。此次部署是其展示複合吊桿太陽帆在低地球軌道運行的第一步。
數千年來,船隻一直使用風力帆作為主要推進手段在地球的海洋上航行。與這些帆船一樣,ACS3 的主要推進方式也是基於施加在附著風帆上的外部壓力。不過,風帆使用的不是風,而是太陽光的壓力產生推進力。其原理是光子從反射帆上反彈,根據帆的方向推動太空船向所需的方向前進。
與受限於可用燃料和引擎容量的傳統太空船不同,太陽帆只受限於其材料和相應控制系統的耐用性。 ACS3 是由NanoAvionics 公司製造的十二單元(12U)立方體衛星,尺寸僅9x9x13 英吋(23x23x34 公分)。
這個微波大小的太空船使用柔性聚合物和碳纖維複合吊桿來展開太空船的風帆。帆板展開後的面積約為860 平方英尺(80 平方公尺),相當於小型公寓的佔地面積。
對於美國航太局的工程師來說,觀察和分析帆板的性能尤其重要。 ACS3 的新型小型複合材料吊桿更耐用,不易彎曲。此外,它們還可以捲起來,以盡量減少存放空間,同時提供必要的剛度來支撐風帆。
美國太空總署艾姆斯研究中心的首席系統工程師艾倫-羅茲(Alan Rhodes)說:”7 公尺長的可展開吊桿可以捲成適合手握的形狀。”
該太空船將圍繞地球運行,距離地球約600 英里(1000 公里),由於太陽帆材料的高反射率,在晴朗的夜晚觀天者應該可以看到它。 NASA 將利用ACS3 測試期間獲得的飛行資料設計未來的複合太陽帆系統,用於太空天氣預警衛星。