美麗的星際風(fēng)箏

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“伊卡洛斯”是日本設(shè)計的第一個驗證利用太陽光壓驅(qū)動進行自由飛行的航天器

2010年5月21日，日本在發(fā)射黎明號金星探測器時還搭載放飛了耗資15億日元（1600萬美元）的“太陽輻射加速星際風(fēng)箏”（簡稱“伊卡洛斯”）的太陽帆航天器，以檢驗是否能夠利用太陽能實現(xiàn)加速飛行。

日本宇宙探索局6月10日稱，在距地球約770萬千米的太空，通過轉(zhuǎn)動直徑1.6米、高0.8米的圓柱形機體，利用離心力，“伊卡洛斯”已成功展開了折疊收藏在機體外側(cè)的14平方米的薄膜帆。6月15日，從太陽帆中心機體分離出去的相機也拍下這一圖像并傳回了地球?！耙量逅埂北∧し某晒φ归_，標志著該試驗已經(jīng)成功一半。剩下的一半，就是在由太陽光所產(chǎn)生的光壓作用下，“伊卡洛斯”將在半年的時間內(nèi)飛向距離地球約800萬千米的金星。

“伊卡洛斯”是世界第1個使用太陽帆技術(shù)的深空探測器，過去進行的試驗只是在地球周圍軌道展開太陽帆。此次試驗最終成功后，將改寫人類航天動力的歷史，使深空宇宙探測成為可能，也將標志著“宇宙大航海時代”的真正來臨。

“伊卡洛斯”收裝外形圖

太陽帆是一種不需要任何燃料，完全依靠以太陽光作動力的新型航天器。傳統(tǒng)的航天器是由其內(nèi)部能量燃燒所產(chǎn)生的沖力來推動的，而太陽帆僅僅是由被其巨大的、像鏡子一樣的帆反射的光子來推動的。其速度的大小依賴于它被光壓推動時間的長短。陽光是無限的動力之源，只要有陽光存在的地方，它會始終推動太陽帆前進。

從理論上來說，太陽帆能以每秒約1毫米的速度加速移動，飛行100天后速度能達到約1.6×104千米/小時，1年后能達到約5.8×104千米/小時。只需3年時間，太陽帆的速度就能達到約1.6×105千米/小時。這是人類任何飛行器都沒有達到過的速度。按照這樣的速度，太陽帆不出5年就能到達冥王星。而相比較而言，目前正在飛往冥王星美國的“新地平線”探測器（使用化學(xué)火箭發(fā)動機并從木星借力）要用9年時間才能到達目的地。

依靠太陽輻射加速的日本“伊卡洛斯”攜帶了利用薄膜太陽能技術(shù)制造的薄膜帆，柔軟富有彈性，薄膜帆由厚度只有頭發(fā)直徑1/10的極薄樹脂制成，重量僅為一枚硬幣的1/5，可自由調(diào)節(jié)光反射，用于加速、減速及改變太陽帆方向，陽光對太陽帆形成的反射壓力是其動力。在接近金星之前的約半年中將反復(fù)進行太陽帆試驗，為將來開發(fā)深空探測器積累經(jīng)驗。此外，“伊卡洛斯”太陽帆還將試驗利用太陽光發(fā)電的薄膜太陽能電池，而這項技術(shù)有朝一日將用到一種太陽帆與太陽能電推進混用的空間發(fā)動機上。

“伊卡洛斯”的任務(wù)期限為6個月。本次試驗如果成功，日本將在幾年后進行第2次試驗，屆時將使用直徑50米的中型太陽帆和離子推進發(fā)動機，向木星和特洛伊小行星進發(fā)。除了日本，俄羅斯和美國也一直在試驗太陽帆技術(shù)。

“伊卡洛斯”在太空成功展開

6月16日已成功展開薄膜帆的太陽帆試驗飛船“伊卡洛斯”。照片由與航天器機體分離的相機拍攝。相機為圓柱形，直徑約6厘米，彈出后開始拍攝圖像，并使用無線電波將圖像發(fā)給主體。彈出后相機無法回收，一直漂浮在太空里

相關(guān)鏈接

日本有關(guān)太陽帆的一些試驗

2004年8月9日日本用S-310小型火箭，攜帶兩種不同形狀、厚度為7.5微米的聚酯亞胺薄膜，飛向高空，進行薄膜展開試驗?；鸺痫w后100秒鐘，升高到122千米時，打開外層的三葉草狀的薄膜；當飛行230秒，上升到169千米時，打開內(nèi)層的扇形薄膜。兩次展開均獲得成功。不過，日本的這項飛行試驗只是太陽帆的展開試驗，并沒有試驗利用太陽帆產(chǎn)生推進力。

2006年2月和9月，日本又先后發(fā)射了兩顆“太陽帆次級有效載荷衛(wèi)星”，展開直徑為15米。

2006年8月，日本利用高空氣球進行了直徑20米的四角形太陽帆的展開試驗，展開機構(gòu)工作良好。

三葉草狀的太陽帆試驗

2006年日本發(fā)射的“太陽帆次級有效載荷衛(wèi)星”