太陽(yáng)帆飛船與傳統(tǒng)的飛船不一樣,其加速較為緩慢,達(dá)到一定的速度需要很長(zhǎng)一段時(shí)間,但是最大速度卻是非常驚人的,科學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)帆飛船具備了飛出太陽(yáng)系的潛能,而且現(xiàn)在我們所掌握的太陽(yáng)帆技術(shù)完全可以用于行星際的探索飛行,日本和美國(guó)都在研制太陽(yáng)帆飛船。
帆形航天器的應(yīng)用范圍極廣,從外形上看,都是一張巨大的薄膜,但是這個(gè)薄膜卻不一般,如果是太陽(yáng)帆飛船,那么就是一種薄膜鏡面,通過太陽(yáng)風(fēng)的輻射壓推動(dòng)飛船前進(jìn)。
1.帆形航天器具有極大的應(yīng)用潛力,可以作為軌道清理飛船和行星際探索飛船。
2.歐洲空間局打造“薄紗帆”帆形航天器。
帆形航天器的另一種重要用途是打造軌道清理機(jī)器人,歐洲空間局的科學(xué)家正在研發(fā)一種“薄紗帆”航天器,這是一種超輕型材質(zhì),可以用于清理軌道上的垃圾,比如已經(jīng)失效的衛(wèi)星、火箭發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的空間碎片等。當(dāng)衛(wèi)星等航天器完成其工作使命后就面臨被棄用的局面,失去控制的衛(wèi)星可對(duì)其他航天器產(chǎn)生威脅,有些航天器在軌道上漂泊了十多年的時(shí)間仍然沒有進(jìn)入大氣層燒毀,比如在2005年的時(shí)候,美國(guó)31年前發(fā)射的火箭殘骸與中國(guó)5年前發(fā)射的火箭殘骸發(fā)生碰撞,在距離地面大約885公里的高度上。
3. “薄紗帆”航天器體積小,但展開后可達(dá)到5 5米。
歐洲空間局打造“薄紗帆”航天器體積非常小,只有15x15x25厘米,重量只有2公斤左右,當(dāng)其進(jìn)入軌道后就可以展開到5 5米,足以拖垮質(zhì)量達(dá)到700公斤的衛(wèi)星,其材質(zhì)使用的極為輕質(zhì)的碳纖維,由薩里空間中心的研究人員開發(fā),其主要用于近地軌道上的垃圾清理工作,大約在700公里的高度上執(zhí)行軌道來(lái)及清理,對(duì)于一些軌道高度較高的衛(wèi)星,“薄紗帆”航天器還可以使用太陽(yáng)光壓推進(jìn),不需要使用質(zhì)量龐大的發(fā)動(dòng)機(jī),使用太陽(yáng)帆技術(shù)來(lái)降低軌道。
4.太陽(yáng)帆飛船和“薄紗帆”航天器在外形上較為相似。
“薄紗帆”航天器一直在接受嚴(yán)格的測(cè)試,其中包括熱環(huán)境、振動(dòng)以及真空試驗(yàn),研究團(tuán)隊(duì)希望在2014年進(jìn)行一次在軌測(cè)試,通過背馱式的發(fā)射方式進(jìn)入軌道,一旦“薄紗帆”航天器進(jìn)入預(yù)定軌道,就可以進(jìn)行部署測(cè)試,大約在2至3周的時(shí)間可證明太陽(yáng)帆推進(jìn)的效率如何。
5.圖中可以看出“薄紗帆”航天器的折疊結(jié)構(gòu)。
“薄紗帆”航天器通過大型帆形結(jié)構(gòu)捕獲在軌失效的航天器,并使用太陽(yáng)帆推進(jìn)將航天器脫離軌道,進(jìn)入大氣層內(nèi)燒毀,只要大約25年的時(shí)間可以清理軌道上的空間垃圾,薩里大學(xué)教授Vaios Lappas認(rèn)為“薄紗帆”航天器目前已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)和制造,歐洲空間局的技術(shù)人員也認(rèn)為“薄紗帆”航天器具有極強(qiáng)的商業(yè)價(jià)值,其技術(shù)涉及到清理空間垃圾和太陽(yáng)帆動(dòng)力的應(yīng)用,前景十分廣闊。
6.地球軌道上的衛(wèi)星在完成使命后都會(huì)被棄用,而如何處理這些衛(wèi)星卻是個(gè)大難題。