早在1976年,已故的卡尔·萨根(Carl Sagan)坐在今晚表演与约翰尼·卡森(Johnny Carson)一起谈论一种新形式的太空推进,称为太阳帆船。四十年后,行星学会在实践中正式证明了这一“令人兴奋的前景”。
非营利协会的《 Lightsail 2》借鉴了十年的努力工作和700万美元的众筹,已成为第一个仅根据阳光的力量抬高轨道的小型航天器。
“我们很高兴宣布《 Lightsail 2》的任务成功。”说布鲁斯·贝茨(Bruce Betts),《光线邮件计划经理》和协会的首席科学家。
“我们的标准是通过仅使用太阳的光压力来改变航天器的轨道,以表现出在立方体中受控的太阳能航行,这是以前从未做过的。”
Lightsail 2航天器有在轨道上一个多月,上周,它首次开放了帆。从那以后八天左右的时间里,航天器将其轨道升高了1.7公里,仅被太阳的光子沿着沿线推动,后者“弹跳”其反射式帆。
(行星学会)
下列的日本的Ikaros Solar帆Lightail 2于2010年推出,这只是有史以来第二次成功的太阳能飞行尝试。然而,与Ikaros不同,它可以使用这种新的推进形式实际改变其轨道。
根据项目经理Dave Spencer的说法,Lightsail 2由板载算法自主控制。通过每50分钟旋转90度的航天器,该软件可以改变工艺的方向,以便无论身在何处,都可以从太阳中获得足够的能量。相比之下,Ikaros只能转弯四个或五度。
这种令人印象深刻的算法仍在更新和调整。迄今为止,最大的挑战之一就是完善了航天器的势头,该势头由旋转轮控制。
此动量轮用于改变工艺的方向,以使其从太阳能航行的推动力转动。当车轮开始接近最大速度时,每天进行几次速度时,需要放慢速度。
目前是使用电磁扭矩杆完成的,该扭矩杆使用地球磁场定向航天器。不幸的是,这暂时使航天器从其适当的太阳帆船方向脱离了,因此科学家仍在试图弄清楚如何尽可能减少这些饱和点。今天上传了一个有关此问题的软件补丁。
行星学会首席执行官比尔·奈(Bill Nye)在最近的一次新闻发布会上说:“我们现在正在Lightsail 2中学到很多东西。”
“换句话说,尽管我们宣布了任务成功,但我们做了我们一直希望做的事情 - 取决于您的估计方式 - 42年,Lightsail 2将差不多一年……我们将学习很多有关控制航天器和接下来几个月中帆的表现的知识。”
(行星学会)
很难准确预测航天器将能够抬高其轨道的进一步。预发明模拟预测,随着太阳能推进的加起来,它将每天将飞船的轨道增加约半公里。
最后,这并不太远。实际上,前几天,航天器增加了约900米(2,950英尺)。
但是,就像航天器轨道的下限一样,也有一个上限。
Spencer在新闻发布会上解释说:“这些高度的大气密度确实非常模型且变化很大,因此我们真的不知道在什么时候大气阻力将要克服我们继续轨道升高的能力。”
“因此,我们将尽可能地继续这样做。”
该技术的应用是无限的,科学家提出了在寻找外星人生活,监视阳光的天气以及作为传入小行星的警告系统中。
甚至有一个梦想,如果可以找到一种材料可以容忍高温和辐射,那么太阳能航天器可能会真正靠近太阳,从而获得巨大的推力,最终可以使其在更大的速度和更高的速度下行驶。
Nye在简报中说:“这项技术使我们能够将事情带到太阳系中的非凡目的地,甚至可能以以前无法实现的方式,甚至以前是不可能的。”
NASA的接近地球的小行星侦察兵将于2020年中期某个时候推出,这可能是该新技术的最早应用。大胆的任务计划使用太阳能航行和6U立方体或微型飞船,以收集附近的小行星数据,以实现未来人类任务的潜力。
Spencer在简报中解释说:“太阳帆船任务的一些早期概念有很大的航天器和巨大的航行。”
“但是真正有趣的是,在过去的十年左右的时间里,这是Cubesat Revolution,该技术变得很小,以至于使太阳能航行真正地走上了前沿并作为这些小型航天器的太空推进来源。”