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僅使用陽光推進(jìn)的太陽帆項(xiàng)目宣告成功
經(jīng)過十年的努力和700萬美元的眾籌，非營(yíng)利組織行星協(xié)會(huì)的“光帆2號(hào)”（LightSail 2）成為第一個(gè)僅靠太陽能提升其軌道的小型航天器。
光帆項(xiàng)目經(jīng)理和該協(xié)會(huì)首席科學(xué)家Bruce Betts說：“我們很高興宣布光帆2號(hào)任務(wù)成功完成。我們的標(biāo)準(zhǔn)是通過僅使用太陽的輕微壓力改變航天器的軌道，以此證明在CubeSat衛(wèi)星中控制太陽帆，這是以前從未做過的事情?！?
“光帆2號(hào)”已進(jìn)入軌道超過一個(gè)月，上周，它首次開啟了它的風(fēng)帆。在此后的八天左右，航天器的軌道上升了1.7公里，完全由太陽的光子推動(dòng)，這些光子從反射的風(fēng)帆中“反彈”。
繼2010年日本推出IKAROS太陽帆之后，“光帆2號(hào)”成為太陽能飛行的第二次成功嘗試。然而，與IKAROS不同，它可以使用推進(jìn)力來實(shí)際改變其軌道。
根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理大衛(wèi)·斯賓塞（Dave Spencer）的說法，“光帆2號(hào)”由一個(gè)機(jī)載算法自動(dòng)控制。每50分鐘將航天器扭轉(zhuǎn)90度，該軟件可以改變飛行器的方向，從而無論它在何處都能從太陽獲得足夠的能量。相比之下，IKAROS只能轉(zhuǎn)四到五度。
這個(gè)令人印象深刻的算法仍在更新和調(diào)整。到目前為止，最大的挑戰(zhàn)之一就是改進(jìn)航天器的動(dòng)力，這是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)輪控制的。
這個(gè)動(dòng)量輪用于改變飛行器的方向，以便它可以打開和關(guān)閉太陽帆的推力。當(dāng)動(dòng)量輪開始接近最大速度時(shí)，它每天要做幾次減速。
目前這是使用電磁扭矩桿完成的，電磁扭矩桿使用地球的磁場(chǎng)定向航天器。不幸的是，這暫時(shí)使航天器脫離了太陽帆的正確方向，因此科學(xué)家們?nèi)栽谠噲D弄清楚如何盡可能地減少這誤差。工程師今天上傳了針對(duì)這個(gè)問題的軟件補(bǔ)丁。
行星協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官比爾·奈(Bill Nye)在最近的新聞發(fā)布會(huì)上說：“我們正在從光帆2號(hào)學(xué)到很多東西。換句話說，雖然我們宣布任務(wù)成功，但光帆2號(hào)將飛行近一年，我們要在接下來的幾個(gè)月里，要學(xué)習(xí)很多關(guān)于控制航天器和帆的性能的信息?！?
很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)航天器能夠進(jìn)一步提升其軌道的程度。發(fā)射前模擬預(yù)測(cè)，隨著太陽能推進(jìn)力的增加，它將使飛行器的軌道每天增加約半公里。實(shí)際上，前一天航天器增加了大約900米。
“光帆2號(hào)”軌道存在下限和一個(gè)上限。
斯賓塞在新聞發(fā)布會(huì)上解釋說：“海拔高度的大氣密度模型很不理想，變化很大，因此我們并不知道大氣阻力將在何時(shí)阻止光帆2號(hào)繼續(xù)進(jìn)行軌道上升的能力。我們會(huì)盡可能地繼續(xù)這樣做?！?
該技術(shù)的應(yīng)用是無限的，科學(xué)家們已經(jīng)提出將其用于尋找外星生命，監(jiān)測(cè)太陽的天氣以及作為小行星闖入的預(yù)警系統(tǒng)。
甚至有一個(gè)夢(mèng)想，即如果能夠發(fā)現(xiàn)一種能夠耐受高溫和輻射的材料，那么太陽帆航天器就能夠真正靠近太陽飛行，接受巨大的推力，最終使它能夠以更高的速度行進(jìn)。
奈在簡(jiǎn)報(bào)中說：“這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠以前所未有的方式將探測(cè)器帶到太陽系中，甚至更遠(yuǎn)的目的地。因?yàn)槟悴恍枰剂希悴恍枰锌刂迫剂?，管理燃料和?gòu)買燃料的系統(tǒng)?！?
美國(guó)航空航天局的近地小行星偵察兵探測(cè)器將于2020年中期推出，可能是這項(xiàng)新技術(shù)的最早應(yīng)用。更大膽的任務(wù)計(jì)劃是使用太陽帆和6U CubeSat或微型太空飛行器收集附近小行星的數(shù)據(jù)，這些小行星有可能用于未來的人類任務(wù)。
斯賓塞在簡(jiǎn)報(bào)中解釋說：“太陽帆船一些早期概念里面有大型航天器和巨大的帆。但真正有趣的是，在過去十年左右的時(shí)間里，衛(wèi)星正在進(jìn)行革命，它們可以變得如此之小，以至于太陽帆船真正走在了前列，并被開發(fā)成為這些小型航天器的太空推進(jìn)源?！?
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