太陽帆的工作原理是利用太陽光的壓力作為推進力，通過向太陽或遠離太陽傾斜，讓光子從反射帆上反彈，從而推動航天器前進。這種推進方式省去了傳統航天器所需的笨重推進系統，使得任務能夠持續更長時間，且成本更低。

 

NASA先進復合材料太陽帆系統ACS3安裝在NanoAvionics公司制造的12單元（12U）立方體衛星上進行發射，本次發射任務的主要目標是測試和成功展示由柔性聚合物和碳纖維材料制成的新型復合材料吊桿，并在吊桿展開后驗證太陽帆的性能。新的吊桿結構上比之前的吊桿更為堅固，同時重量更輕。創新材料的使用，不僅提高了太陽帆的耐用性，還有助于降低整個航天器的質量，進而提高其運行效率。該任務將測試一系列機動，改變航天器的軌道，并為未來可能使用更大帆的宇宙航行任務收集數據。

 

任務科研人員表示：“這種帆的吊桿是管狀的，可以壓扁并像卷尺一樣卷成一個小包裝，同時提供復合材料的所有優點，例如在溫度變化期間減少彎曲。這些長達7米的可展開吊桿能夠卷成適合手握的形狀，非常便于攜帶和操作。我們希望通過這個航天器驗證各種新技術，并激勵其他人進一步探索新技術。這項技術將推動未來的太空旅行，并擴大我們對太陽和太陽系的了解。”

 

可展開的復合材料吊桿

 

NASA工程師在實驗室環境中用紫外線手電筒檢查先進復合材料太陽帆系統航天器

據悉，ACS3系統航天器經過重新設計，體型小巧，僅有微波爐大小。然而，其獨特的結構設計賦予其強大的功能。在到達距離地球約1000公里的太陽同步軌道后，航天器上四個可伸縮的吊桿將完全展開，形成X型框架，固定四個三角形風帆，組成一個約80平方米的菱形結構，其面積之大足以覆蓋半個網球場，這一展開過程預計耗時約25分鐘。安裝在航天器上的攝像機將捕捉帆的重要時刻，在展開過程中監控其形狀和對稱性。憑借其大帆，如果照明條件恰到好處，可以從地球上看到航天器。一旦完全展開并處于正確的方向，帆的反光材料將像夜空中最亮的星星——天狼星一樣明亮。

 

該發射計劃一旦成功，這種吊桿設計可能會支持未來500平方米，甚至最高2000平方米的太陽帆，太陽帆輕型復合材料吊桿的成功展開和運行將為未來更大規模的月球、火星和更遠的宇宙航行任務打開大門。

復合材料吊桿在太陽能航行之外也可能有未來：輕巧的設計和緊湊的包裝系統可以使它們成為在月球和火星上建造棲息地的完美材料，充當建筑物的框架結構或緊湊的天線桿，為探索月球表面的宇航員創造一個通信中繼。