如今外太空任務數量的成倍增加，太空探索正重新獲得自70年代以來從未有過的活力。伴隨著太空活動的蓬勃發展，美國國家航空航天局NASA與德國航空航天中心DLR合作，開發了一種用于用于推動立方體衛星的太陽帆。人類向來以星辰為向導，在公海上馳騁，而現在，我們要借助風帆征服外太空。

  因為許多技術因素，太空探索在過去幾年中突飛猛進。部件小型化是大幅降低尺寸和重量的關鍵，從而促進了立方體衛星等衛星的發展。為了不斷改進這些設備，美國國家航空航天局NASA正在提供一種利用太陽輻射的太空移動新方法。通過開發太陽能帆系統，NASA正在徹底改變推進的概念。這是一種顛覆性的創新技術，具有許多優勢。太陽帆有效地解決了上述問題，因為它不需要攜帶燃料，也不需要包括電力推進系統來推動船只或設備通過外太空。該系統于2022年5月進入開發的沖刺階段，旨在驗證依賴于簡單概念的納米衛星(如CubeSat)推進概念。它使用了一個外部太陽能帆，該帆使用復合材料制成的吊桿進行部署和支撐。一旦立方體衛星進入軌道，飛船上的四個復合材料吊桿就會從飛船上解開，形成一個X形框架。這個X形框架用于支撐接下來部署的四個帆段。由于吊桿長7米，船帆每側9米，總面積為81平方米。帆的反射膜材料對于利用太陽輻射和產生足夠的推力來移動衛星至關重要。由于太陽輻射壓力非常小，實際的太陽帆必須非常大，重量輕，并且非常緊湊，以裝載在立方體衛星和小衛星有效載荷體積內。ACS3太陽帆系統的尺寸適合12單位（12U）立方衛星。

    ACS3太陽帆系統在發射時可安裝在一個12U立方體衛星上。攝像機將記錄太陽帆展開和形狀的圖像，以便在地面上進行分析像羽毛一樣輕ACS3吊桿由碳纖維增強聚合物材料制成，碳纖維是過去十年在薄層復合材料上取得的進步。德國航空航天中心的工程師們能夠用多向纖維增強的超薄復合材料制造吊桿。這使得可以創建一個可以折疊或纏繞在卷軸上的柔性結構。線軸被放置在立方體衛星的四個角落，并啟動以部署吊桿，每個吊桿的重量只有900克，也就是不到兩磅。

  與阿波羅計劃（Project Apollo）的所有部件都由金屬制成相比，這些新的吊桿總體上節省了約75%的重量。更重要的是，它們在外太空中抵抗熱變形的能力要強100倍。此外，它們在船上占用的空間較小，因為它們可以滾動進行緊湊的裝載。對于81平方米的總表面積來說，帆本身的重量只有0.5克。與之相比，一個花生仁大約重1克！因此，ACS3計劃為優化重量和尺寸提供了前所未有的手段。

      ACS3太陽帆吊桿剛度大、重量輕、收納緊湊，復合材料結構也使它們在高溫下不容易彎曲。無懈可擊的靈活性，不可否認，這種推進方式只能移動，但速度如此之快。另一方面，與傳統的依靠加速度的推進方法不同，這種方法的優點是它可以連續工作。由于該系統使用太陽能，其目的不是在性能和速度方面與當前的推進器競爭，而是在行程方面。只要帆暴露在太陽輻射下，它就會提供可控的推力，使立方體衛星能夠像在海上航行一樣在外太空航行，但它不是利用風，而是依靠太陽光線。因此，與風能相比，系統中的太陽能很容易在未來10億年內成為可靠的能源，因為只要太陽存在，它就不會耗盡。先進復合材料太陽帆系統（ACS3）12單元立方體衛星宇宙飛船總線正在進行組裝和測試。完整的ACS3航天器尺寸約為23×23×34厘米，大約相當于一個小型微波爐的大小。然而，這種解決方案的局限性主要在于船帆的耐用性。它可能會受到漂浮在太空中的固體材料的沖擊，如果因此形成一個洞，這可能會損害它產生推力的能力。一顆配備ACS3太陽帆推進系統的12U型立方體衛星計劃于今年年初發射。這次處女航將使吊桿和帆的部署能夠在近地軌道上得到驗證，此外還將對帆的設計和形狀的功效進行分析。

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