NASA发射ACS3太空帆船
测试利用太阳光而非火箭的推进方式
迈向深空探测的起点
宇宙飞船（宇宙船·Spaceship）依靠火箭的喷射力飞离地球，在太空中航行。有一种宇宙飞船的方式颠覆了这一常识，那就是靠“帆”来航行的宇宙飞船。美国国家航空航天局（NASA）近期开始进行利用帆而非火箭的“宇宙帆船”试验。电影或想象中才会出现的“扬帆驶向宇宙”的飞船即将登场，正吸引着众多太空“发烧友”的关注。
本月25日，从新西兰马希亚发射场飞向太空的火箭实验室公司的“Electron”运载火箭，将韩国研制的超小型集群卫星1号以及其他载荷送入太空。其中之一便是NASA委托搭载的“宇宙帆船”——ACS3（Advanced Composite Solar Sail System，高级复合材料太阳帆系统）。顾名思义，这艘宇宙飞船的主要任务，是试验利用太阳光进行航行。这是首次尝试采用复合材料的太阳能宇宙帆系统，与以往利用太阳风为宇宙飞船提供动力的研究不同。
其原理如下：展开巨大的金属帆，利用太阳光的压力，以此获得前进的推力，因此不需要传统宇宙飞船所用的火箭推进器。NASA正在为未来的深空探测研究太阳光推进系统。要进行深空探测，就必须配备可以长期使用的低推力推进装置。
在韩国的超小型集群卫星1号与火箭分离1小时后，ACS3开始独立飞行。ACS3的轨道高度约为距地面96万5606米。
ACS3的工作方式与一般人造卫星展开太阳能电池板后开始运作的方式截然不同。首先要展开4根支撑杆，随后再展开4块三角形帆。从外部观察，会看到形成了一面巨大的矩形帆。从发射准备阶段拍摄的照片可以清楚看出，ACS3本体甚至比我们的超小型集群卫星还要小得多，但一旦展开帆，其面积可达约80平方米。由于帆实在太大，甚至在地面上也能通过望远镜观测到。NASA方面解释称，由于帆面反射材料的特性，在光照下，它会像太空中最亮的恒星天狼星一样明亮。
ACS3的支撑杆和帆采用了新型材料制造，其主要任务是测试由柔性聚合物和碳纤维材料制成的帆。本次试验在帆的结构上使用了比以往更坚固的杆件来确保支撑力，设计上也能够承受更多的太阳光照射。NASA兰利研究中心的任务负责人Kitts Wilkie介绍称，与此前的帆设计相比，新帆既更坚固，又像卷尺一样可以弯折。当帆船的风帆迎风弯曲推动船只前进时，ACS3的帆同样在接受太阳光时伸展，从而获得推力，这正是它与以往帆系统的区别所在。如果使用沉重的金属或复合材料，就难以应用在当前趋势所青睐的小型立方体卫星上。得益于帆支撑材料的改变，支撑结构在温度变化下的形变被降到最低，也可以搭载在小型立方体卫星上。ACS3的卫星部分由NanoAvionics公司制造。
太阳帆在接下来约2个月内将先在地球轨道上进行初始飞行试验，随后正式开始练习牵引并移动小型立方体卫星。NASA计划利用此次试验获得的数据，设计更大型的宇宙帆船。其潜在目标是面积达500平方米、相当于一个篮球场大小的太阳帆，最终目标则是建造面积相当于半个足球场的帆。
据称，在开发过程中曾遇到不少难关，既要确保帆能够顺利展开，又要解决帆展开后与地面站通信变得困难的问题。
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