说到星际旅行，肯定又有人提起超光速飞行、曲率引擎、反重力飞行器，可是以地球目前的科技水平，连可控核聚变火箭发动机都做不出来，整这些概念未免太玄幻了。不过，也不用灰心，我们还真有一种靠谱的星际旅行方式，那就是太阳帆，即利用太阳的辐射压作为太空飞船前进的动力，就像几百年前哥伦布乘坐风帆战舰发现新大陆一样，去探测整个太阳系。


太阳帆是目前人类最靠谱的星际旅行方式
而世界上第一个成功在行星际空间运行的太阳帆，也是目前唯一一个以太阳帆进行星际航行的航天器，竟然是日本在2010年5月20日发射的“伊卡洛斯”号。当时，它与“拂晓”号金星探测器和其他四颗小卫星一起，乘坐H-2A运载火箭从种子岛升空，向金星方向飞去。“伊卡洛斯”号的设计寿命只有半年，但至今仍在工作当中，已运行近11年半。


“伊卡洛斯”号实景图
该太阳帆由日本宇宙航空研究开发机构开发，属于一种技术验证太空飞行器，其主要目的有四个：一是使用和控制大面积的薄膜式太阳帆；二是量测太阳帆上辐射压产生的加速度；三是以可变反射率的液晶板控制航行姿势，即航向控制；第四则是嵌入太阳帆的薄膜式太阳电池是否可启动酬载仪器。与此同时，也能探测行星际空间的伽玛射线暴、太阳风和宇宙尘等。


“伊卡洛斯”号模型
“伊卡洛斯”号的重量虽然只有315千克，但展开太阳帆之后，对角线的长度有20米，面积接近40个平方，下一步日本还准备发射一个50米直径尺度的太阳帆。而对于“伊卡洛斯”号的具体测试结果，比如在不同轨道上的辐射压产生的加速度到底是多少，日本一直对其高度保密。


“伊卡洛斯”号想象图
不过，“伊卡洛斯”号虽然是唯一的在行星际空间运行的太阳帆，但并非唯一的太阳帆，2019年8月31日，我国利用“快舟一号”运载火箭成功发射了“天帆一号”太阳帆技术验证飞行器，并在同年12月进行了验证测试。和“伊卡洛斯”号不同的是，咱们的“天帆一号”更偏重于实际工程应用，第一次试验就搭载长沙天仪研究院潇湘一号07卫星，在轨成功验证了多项太阳帆关键技术，比如机构寿命、材料特性和轨道高度等，并且验证其离轨能力并探究其在空间碎片减缓中的潜在应用。


天帆一号展开过程


天帆一号是与潇湘一号07卫星结合在一起的
另外，在2015年，行星协会发射的“光帆一号”和2019年发射的“光帆二号”也是这方面的佼佼者。特别是“光帆二号”，太阳帆展开之后面积达32平方米，与“伊卡洛斯”号基本处于同一量级。它于2019年6月25日搭乘SpaceX的“猎鹰”重型火箭升空之后，进入地球轨道，并在一个多月后的7月31日，首次利用太阳的辐射压，成功进行了变轨。


光帆一号


光帆二号


在太空中展开后的光号


光帆二号和地球合影
不过，太阳帆也有它的局限性，它和太阳能发电板一样，不能离开太阳光的照射，这意味着它不可能突破太阳系，进入更远的深空。另外，从太阳辐射压中获得的推力非常小，航天器需要非常大的帆，并且加速过程极其缓慢，但一旦开始工作，其获得的加速度会源源不断，最终积累下来也非常可观。


光帆飞船真的靠谱吗？
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