美麗的星際風箏

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“伊卡洛斯”是日本設計的第一個驗證利用太陽光壓驅動進行自由飛行的航天器

2010年5月21日，日本在發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。“伊卡洛斯”薄膜帆的成功展開，標志著該試驗已經成功一半。剩下的一半，就是在由太陽光所產生的光壓作用下，“伊卡洛斯”將在半年的時間內飛向距離地球約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。傳統的航天器是由其內部能量燃燒所產生的沖力來推動的，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（使用化學火箭發動機并從木星借力）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制造的薄膜帆，柔軟富有彈性，薄膜帆由厚度只有頭發直徑1/10的極薄樹脂制成，重量僅為一枚硬幣的1/5，可自由調節光反射，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進行太陽帆試驗，為將來開發深空探測器積累經驗。此外，“伊卡洛斯”太陽帆還將試驗利用太陽光發電的薄膜太陽能電池，而這項技術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動機上。

“伊卡洛斯”的任務期限為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動機，向木星和特洛伊小行星進發。除了日本，俄羅斯和美國也一直在試驗太陽帆技術。

“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給主體。彈出后相機無法回收，一直漂浮在太空里

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日本有關太陽帆的一些試驗

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。火箭起飛后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生推進力。

2006年2月和9月，日本又先后發射了兩顆“太陽帆次級有效載荷衛星”，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，展開機構工作良好。

三葉草狀的太陽帆試驗

2006年日本發射的“太陽帆次級有效載荷衛星”