靠阳光推进，美学会宣布太阳帆任务成功

来源 | 航小宇（hangxiaoyucasc）

“光帆”2卫星展开了面积达32平米的帆面，产生了足以让轨道远地点有所提升的推力

美国行星学会7月31日宣布，其一个月前发射的“光帆”2小卫星已成功验证了利用太阳帆来改变轨道的能力。这家非营利航天倡导机构称，这颗三体立方星在其32平米的聚酯薄膜帆面展开后的4天里轨道远地点升高了1.7公里。卫星工程师认定，该星在这一时段内轨道升高的唯一途径就是帆面上的太阳光压产生的推力。行星学会首席执行官比尔·奈说，他们将让卫星在不用火箭燃料的情况下仅靠阳光推动前往更高的轨道高度。

“光帆”2是6月25日作为“空间试验计划”（STP）2任务下的有效载荷之一由“重型猎鹰”火箭从肯尼迪航天中心发射的。它发射时装在更大的“邻近”（Prox）1卫星内，7月2日由后者投放。控制人员在7月23日帆面展开前对星上各系统进行了测试。控制人员打算在未来约一个月的时间里继续利用帆面抬升卫星轨道远地点高度。与此同时，卫星近地点将会在大气阻力作用下下降。控制人员还将利用这段时间对动量轮去饱和等卫星工作方式进行微调，以提高帆面效率。

项目官员称，他们并不能保证卫星轨道会升到多高。“光帆”2项目经理、普渡大学副教授斯潘塞称，他们事先预测帆面每天会让卫星远地点升高约半公里，而他们迄今为止所看到的轨道提升速度是每天两三百米到900米。不过，他说，卫星所在高度（约705～725公里）的大气密度并不是很确定，且是随时间变化的，所以“我们并不真正知道在哪一点大气阻将会超过我们继续提升轨道的能力”。

大约一个月后，大气阻力的综合作用将会抵消太阳帆产生的推力，从而为这项任务的升轨部分划上句号。“光帆”2将会在约一年内离轨，届时在晨昏时分人们用肉眼就有可能能很容易地看到其反光的大帆面。

斯潘塞说，该项目打算在升轨阶段结束后再做一些其它试验，比如改变帆面朝向，以测定阻力的差异。他说，在任务结束时，该项目可能会尝试做一项“有针对性的再入”实验，利用帆面来控制卫星再入的具体位置。他说，据他所知，这样的实验还从未有人做过。

“光帆”项目耗资700万美元，依靠的是捐赠。卫星由一些合作方建造，包括星球探索公司、黄道企业公司、加州州立理工大学圣路易斯-奥比斯波分校和佐治亚理工学院。比尔·奈表示，行星学会没有开展“光帆”3任务的打算，但准备举办一项国际赛事，以征集新项目思路，支持其太阳系探测方面的工作，同时支持已在开展的技术开发工作。他说，若有人正式提出太阳帆方面的方案，而且合理和物有所值，届时“我们将会争取去做”。

不过，其它一些机构已有太阳帆使用方面的打算。NASA的“近地小行星侦察兵”（NEA Scout）是一项六体立方星任务，将会在“航天发射系统”（SLS）火箭首飞时搭载发射。该星将利用太阳帆来飞越探测一颗近地小行星。斯潘塞说，行星学会同NASA签有一项“航天法案协议”，涉及太阳帆技术数据互换。他说，“近地小行星侦察兵”任务团队成员参加过“光帆”2项目会议。

“光帆”2任务的成功是卡尔·萨根等行星学会创办者多年来努力的结果。萨根等人40年前就曾呼吁NASA采用大型太阳帆对哈雷彗星开展探测。该机构曾研制了称为“宇宙”1的一颗卫星来试验太阳帆技术，但该星2005年由“波浪”火箭发射时因发射失败而未能入轨。2015年发射的“光帆”1开展了帆面展开试验，但因所在轨道过低而无法让帆面产生足以克服大气阻力的推力。