張其云

“光帆”飛船是由行星協(xié)會(huì)開展的一個(gè)民眾資助的項(xiàng)目。在這個(gè)項(xiàng)目中，行星協(xié)會(huì)將一個(gè)小型的航天器發(fā)射到地球軌道。這個(gè)航天器是靠巨大的反光帆驅(qū)動(dòng)的，帆的面積為32平方米。

太陽(yáng)帆以太陽(yáng)能為動(dòng)力——通過(guò)光驅(qū)動(dòng)飛行。光是由被稱為光子的能量包形成。盡管光子沒有質(zhì)量，但其作為光包運(yùn)行時(shí)具有能量和動(dòng)量。

? ? “光帆”項(xiàng)目成員亞歷克斯·迪亞茲（左）和宗方力（右）在調(diào)試航天器，為“光帆2”號(hào)部署測(cè)試做準(zhǔn)備。

太陽(yáng)帆航天器依靠大面積的輕型鏡面——帆板——來(lái)捕獲光的動(dòng)能。當(dāng)光在帆面得到反射時(shí)，大多數(shù)動(dòng)能就會(huì)轉(zhuǎn)移，從而推動(dòng)帆板飛行。由此產(chǎn)生的加速度雖小，但具有連續(xù)性，而且隨著時(shí)間的推移速度會(huì)越來(lái)越高。

“光帆”飛船是一種立方體納型衛(wèi)星。這些微型航天器搭載在大負(fù)荷運(yùn)載火箭的軌道上。一旦進(jìn)入太空，光帆的太陽(yáng)能組件彈開，航天器的內(nèi)部就會(huì)展現(xiàn)出來(lái)。四個(gè)卷尺大小的金屬吊桿慢慢地從艙中展開，撐開四張三角形的聚酯薄膜帆板。每張帆板僅4.5微米厚，相當(dāng)于普通垃圾袋厚度的1/4。

“光帆”在太空中的方向由三個(gè)電磁扭力連桿和一個(gè)動(dòng)能輪控制。地面激光會(huì)測(cè)量陽(yáng)光對(duì)“光帆”的推動(dòng)作用。當(dāng)“光帆”輕輕地圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從地面就可以看到明晃晃的帆。

2015年5月20日，“光帆1”號(hào)飛船搭乘“阿特拉斯5”號(hào)火箭進(jìn)行試航。對(duì)小型、相對(duì)便宜的“光帆”飛船來(lái)說(shuō)，沒有什么是容易的，但它將努力實(shí)現(xiàn)著名科學(xué)家卡爾·薩根在20世紀(jì)70年代提出的馭光而行的夢(mèng)想。

然而，在“光帆1”號(hào)進(jìn)入低地球軌道之后，飛船就兩次跟地面失聯(lián)，另外它的電池系統(tǒng)也存在問題。該飛船曾一度因?yàn)橛钪嫔渚€導(dǎo)致電力系統(tǒng)受到干擾，并由此引發(fā)了電腦死機(jī)的情況，最終地面工作人員不得不對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程重啟。

撇開這些問題，“光帆1”號(hào)的這次任務(wù)還算完成地比較圓滿，它成功打開了聚酯薄膜帆板、傳回遙測(cè)圖像，并實(shí)現(xiàn)了主要目標(biāo)。不過(guò)在那之后，飛船開始向地面持續(xù)傳回“無(wú)意義”的信號(hào)，并無(wú)法對(duì)地面發(fā)出的指令做出回應(yīng)。

實(shí)際上，“光帆1”號(hào)的理論在軌時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。由于其軌道速度較慢，飛船將在地球上空受大氣影響較大，迫使飛船回落到地球。2015年6月13日，行星協(xié)會(huì)宣布，“光帆1”號(hào)在預(yù)定軌道上飛行了25天后重返地球，并最終在南大西洋墜毀。

行星協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官比爾·奈伊說(shuō)：“‘光帆1號(hào)讓我生活在過(guò)山車上。我們正在推進(jìn)太空科學(xué)和探索，這項(xiàng)任務(wù)是我們使命的一部分?！?/p>

比爾·奈伊表示，盡管這次的任務(wù)不算成功，但仍為其后的“光帆2”號(hào)任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。在未來(lái)幾年里，這種科技可能為全世界打開通往太空的大門，“太陽(yáng)帆旅行事業(yè)值得做，因?yàn)樗哂锌臻g民主化的潛力”。

? 2015年6月8日，“光帆1”號(hào)拍攝的在地球軌道上展開的太陽(yáng)能帆板圖

這項(xiàng)技術(shù)使得一些小團(tuán)體或者那些不想在太空項(xiàng)目上投入太多資金的組織可以建造一個(gè)小的太陽(yáng)能帆，只要有時(shí)間，你就可以選擇去太陽(yáng)系的任何地方。奈伊說(shuō)：“你可以到達(dá)那里，因?yàn)椴淮嬖谌剂嫌猛甑那闆r，陽(yáng)光一直在照射?！?/p>

2017年，“光帆2” 號(hào)將由Prox-1衛(wèi)星攜帶，該衛(wèi)星是由佐治亞理工大學(xué)研發(fā)，用于自動(dòng)監(jiān)測(cè)其他航天器的小型人造衛(wèi)星。兩個(gè)人造衛(wèi)星都將由“重型獵鷹”火箭載入軌道。

“光帆2”號(hào)和Prox-1將被運(yùn)載到海拔約720千米的軌道上，這個(gè)高度足夠使航天器避開大部分大氣阻力。Prox-1首先會(huì)將“光帆2”號(hào)發(fā)送到開放的空間，然后再與“光帆2”號(hào)會(huì)合并對(duì)其進(jìn)行檢查。當(dāng)“光帆2” 號(hào)展開它的太陽(yáng)帆時(shí)，Prox-1會(huì)在附近捕捉拍攝這一重要時(shí)刻。