太陽帆

太陽帆又稱光帆、光子帆或太陽帆，是利用太陽光的輻射壓來驅動太空探測器的概念。

與其他驅動器相比，太陽帆的加速度非常低。 因此，使用太陽帆的概念設想了多年的任務持續時間。 技術挑戰是在太空中部署和操縱非常輕且非常大的水翼。

有了太陽帆，就要利用太陽的輻射壓作為驅動源。 太陽常數為 1.367 kW/m2（太陽在距地球一定距離處的輻射功率密度），這導致輻射壓力為 9.1 μN/m2 – 具有完全的垂直反射，然而，這沒有意義在行星際軌道上。 典型的是羽毛的傾斜位置，其中出現切向力分量，可以增加或減少軌道能量。 作用在地球軌道區域內一平方米帆面積上的力則約為4μN。

因此需要非常大的面積和很長的時間來顯著加速即使是小質量。 這意味著帆必須非常薄。 如果覆蓋的質量為 10 g/m2，包括有效載荷，則加速度為 0.4 mm/s2，速度增加 10 km/s 將需要將近一年的時間。

陽光的強度與距離成反比。 近距離飛越太陽可以利用它來獲得更大的加速度值。

為了執行此操作，進步M—15M號貨運飛船在遠程控制下脫離對接，并在 230 米的距離處旋轉以穩定位置。40 kg 的反射器在離心力的作用下在電動軸上拉伸至直徑 20 m，但圍繞圓周連接的八個箔段的邊緣并未完全展開。

1999 年，“太陽帆”能夠演示在地面部署 20 m × 20 m 的太陽帆。 風帆由四個碳纖維增強塑料外伸支架組成，展開時會展開聚酰亞胺風帆。 懸臂管由兩個卷起的半殼組成，展開后會恢復原來的形狀。噴氣推進實驗室為演示器提供了一個風帆部分。

2001 年，宇宙工作室（Cosmos Studios）和行星協會的一次亞軌道測試失敗了，因為使用的波浪號運載火箭的第三級未能分離。宇宙1號應該使用充氣管部署了八個 5μm 厚的鍍鋁聚酯薄膜段。2005 年，第 一級故障阻礙了在 800 公里高度的軌道部署。該實驗旨在證明通過增加太陽帆的軌道。

太陽帆船設計用于部署 38m × 38m 的太陽帆，并展示帆的機動性和適航性。

“太陽帆”驅動概念需要極薄的箔片，與鏡面涂層和跨越結構一起，比紙輕十到一百倍，同時具有足夠的抗撕裂性，可以從緊湊的包裝展開到是足球場大小的幾倍。