2021 年 10 月 14 日消息，深空的秘密总是令人向往，但探索深空却不是一件容易的事情。为了更好地探索深空，工程师总是能开发出新的先进的技术。最近，又有了新的进展，先进的复合解决方案：利用阳光为深空探索提供动力。

美国宇航局正在为未来低成本深空任务的太阳帆推进系统开发新的可部署结构和材料技术。就像帆船靠帆中的风提供动力一样，太阳帆利用阳光的压力进行推进，从而消除了对传统火箭推进剂的需求。

美国宇航局的先进复合太阳帆系统（ACS3）任务使用复合材料 - 或具有不同特性的材料组合，在其从立方体卫星部署的新型轻型吊杆中。从 ACS3 任务中获得的数据将指导未来更大规模复合太阳帆系统的设计，这些系统可用于空间天气预警卫星、近地小行星侦察任务或载人探索任务的通信中继。

这是首次将复合材料吊杆用于轨道上的太阳帆

这种复合材料具有重量轻、柔韧性好和刚性强的特点：这些特性使其易于收起，并且在被太阳加热时不易弯曲。

ACS3 任务的主要目标是展示复合材料吊杆太阳帆在低地球轨道上的成功部署。到达太空后，该任务的CubeSat 航天器将部署其太阳能电池阵列，然后开始通过跨越正方形对角线的四个吊杆展开其太阳帆，并展开长度达到 7m。太阳帆完全展开大约 20 或 30 分钟后，方形太阳帆每边长约 9m（或约小公寓的大小）。一套机载数码相机将在部署期间和之后获取帆的图像，以评估其形状和对齐方式。

太阳帆的展开过程需要 20 到 30 分钟才能完成

ACS3 任务的帆由吊杆支撑并连接到航天器，吊杆的功能很像帆船的吊杆，连接到桅杆并保持帆拉紧。复合材料悬臂由聚合物材料制成，该材料柔韧并用碳纤维增强。这种复合材料可以卷起来以实现紧凑的装载，但在展开时仍能保持坚固和轻便。它也非常坚硬并且能够抵抗因温度变化而导致的弯曲和翘曲。太阳帆可以无限期运行，仅受太阳帆材料和航天器电子系统空间环境耐久性的限制。所述ASC3任务也将测试设计为最小化展开期间盘绕吊杆的干扰一种创新的磁带卷轴吊杆提取系统。

对太阳能航行作为化学和电力推进系统的替代品的兴趣不断增加。使用阳光代替消耗性推进剂来推动小型航天器将有利于许多任务剖面，并提供航天器设计的灵活性，以帮助 NASA 最有效地实现其任务目标。

这是首次将复合材料吊杆以及风帆包装和部署系统用于轨道上的太阳帆。这些复合材料吊杆比以前飞行的金属可展开吊杆轻 75%，空间热变形（受热变形）少 100 倍。

太阳帆设计用于安装在 12 单元 (12U) 立方体卫星内，其尺寸约为 23 厘米 x 23 厘米 x 34 厘米，或略大于烤箱。用于此次 ACS3 任务的复合吊杆技术可用于未来高达 500 立方米的太阳帆任务——大约相当于一个篮球场的大小。目前正在开发的后续复合材料繁荣技术将使太阳能帆的面积达到 2,000 平方米。ACS3 任务计划不早于 2022 年中期发射。