太空帆船启航
自从人类学会仰望天空和宇宙以来，海洋与宇宙便成为人类探索未知的象征，一个引领我们走向地平线的尽头，一个激励我们飞向无边无际的星空。
数千年来，人类一直使用风帆作为航行于地球海洋的主要动力。
如今，小说里的人类已经开始在太空航行了，前段时间，NASA就把一艘巨大的“帆船”送上了太空。
这款帆船的全名是太阳帆3号（先进复合太阳帆系统3），它最大的特点就是不需要使用传统燃料，而是和传统海上帆船一样，利用自然界中存在的物质来提供能量。
然而，正如 1979 年上映前第一部《异形》电影的海报所说：
在太空中，没有人能听到你的声音。
这是电影史上最著名的口号之一，也是太空的真实写照：声音无法传播的地方，就没有空气，自然也就不可能有风。
但幸运的是，太空并不是空的。
在地球轨道附近，太阳发射的光子每秒钟会通过每平方米的横截面积 10^21 个。这些光子虽然没有静止质量，但却具有动量。当光子撞击并反射或吸收时，它们就会转移动量。借助太阳帆，ACS 3 可以缓慢但持续地加速，在宇宙中自由穿梭。
不过，如果想用光子成功推动卫星，还是有比较严格的前提条件的——足够小的体积和重量，以及尽可能大的帆。
ACS 3卫星体积超小，只有微波炉大小。这颗卫星由该公司制造，由12个单元组成，整体尺寸只有几厘米。在这个尺寸下，ACS 3卫星重14公斤，比传统的12个单元立方体轻得多。卫星也轻了6公斤。
体积和重量的问题解决了，摆在我们面前的就是帆，问题是如何把它做得尽可能大。
在展开过程中，太阳帆如果出现扭曲、撕裂或者未完全展开等情况，将严重影响航天器的推进效率和轨迹控制。
所以，如果想要帆足够大，支撑帆的杆子足够轻又足够坚固是很重要的。
经过反复测试，ACS 3 使用的小型复合材料吊杆坚固耐用，不易弯曲。它们可以承受太空环境中的辐射、温度变化和微流星体的冲击。此外，它们可以卷起以最大限度地减少储存空间。四根可伸缩吊杆提供了支撑帆所需的刚度，展开后将分别支撑四个三角形帆，形成菱形。
该帆完全展开需要大约 25 分钟，展开后可覆盖约 860 平方英尺（80 平方米）的面积，相当于一间小公寓的建筑面积。
美国宇航局艾姆斯研究中心首席系统工程师艾伦·罗德斯（Alan ）表示：
七米长的可展开吊杆可以卷起来，形成一个可以握在手掌中的形状。我们希望在这艘航天器上验证各种新技术，并激励其他人进一步探索新技术。这项技术将推动未来的太空旅行，并扩大我们对太阳和太阳系的认识。
一切准备就绪后，ACS 3 号从新西兰发射场搭乘实验室的火箭发射升空。
8月30日凌晨，ACS 3号团队收到宇宙信息，太空帆船已成功展开太阳帆和支撑杆。
这是 ACS 3 在低地球轨道运行的第一步。接下来，这艘太空帆船将仅使用来自太阳的光子加速，并在约 1,000 公里的高度绕地球飞行。由于它的反射率，观星者或摄影爱好者应该能够在晴朗的夜晚看到或拍摄它。
太空航行是早期航天科学家和工程师对无燃料太空推进技术的梦想和探索。
太阳帆的概念最早是由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（ ）和美国科学家罗伯特·莱特希尔（ L. ）提出的，他们设想利用阳光的辐射压来驱动航天器。
这个想法随后在科幻文学和实际科学研究中得到了广泛传播和讨论。《2001：太空漫游》的作者阿瑟·克拉克在他的小说《太阳风》中详细描述了这一点。用太阳帆进行太空旅行：
这块太阳帆就像一张巨大而薄的反光膜，当它在太空中展开时，看上去就像一只巨大的银色风筝，可以捕捉阳光微小的推力，从而推动航天器缓慢前行。
在《三体》中，刘慈欣还想象了太阳帆的更多可能性：在三体威胁下，人类在太阳系内部署了巨大的太阳帆，用于收集、反射阳光，从而形成非常明亮的光斑，向整个宇宙暴露太阳系的位置，以此作为对“黑暗森林理论”的威慑。
小说赶上了，现实也没有落后，我国在太阳帆的研究上也取得了长足的成就。
2019年底，由中国科学院沈阳自动化研究所研制的“天帆一号”太阳帆在长沙天一研究院潇湘一号07号卫星上成功在轨部署。
此次试验验证了微小卫星两级主被动部署体制、可展开双稳态杆技术、柔性帆膜材料、帆膜折叠展开技术等多项关键技术，标志着太阳帆关键技术试验验证任务取得圆满成功，并走向成熟。
虽然小说或科幻作品中的太阳帆往往因剧情需要，涉及到人类种族的存亡，具有强烈的生死感，但现实中，国内外有不少太阳帆项目是为了和平、安全、可持续地探索太空而做出尝试和贡献。
无论是美国的ACS 3项目还是中国的天帆一号，都在试图摆脱燃料的限制，向宇宙更深处前进。
正如帆船曾引领人类征服海洋一样，太阳帆如今也为我们开辟了通向星辰大海的新航线。
本文来自微信公众号，作者：发现明日产品，经授权36氪发布。
