太阳帆飞船：星际旅行的新科技前哨

在希腊神话里，发明家代达罗斯设计了可以飞行的翅膀，翅膀是蜡结合鸟羽制成，不能耐高热。代达罗斯告诫儿子伊卡洛斯：“飞行高度过低，蜡翼会因雾气潮湿而使飞行速度受阻；而飞行高度过高，则会因强烈阳光照射的高热而灼烧，造成蜡翼融化。”

然而伊卡洛斯终于因为飞行的快感而得意忘形，离太阳太近，翅膀上的蜡融化，坠海身亡。

有趣的“悖论”是，伊卡洛斯因为离太阳太近而坠落，而今天的人类，却因为想要飞行得更远而接近太阳。

LightSail太阳帆飞船，仿佛就是伊卡洛斯的灵魂重生，只不过这一次他更具备智慧地和太阳对视：看，我没有落下，利用你的力量，我飞得更高了。

大约四十年前，伟大的天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）在《宇宙》（Cosmos）系列中提到一种可以借助太阳帆在太空进行“滑行”的飞船。现在，由萨根联合创立的行星学会（The Planetary Society）——现已交由比尔·奈（Bill Nye）掌管——正在筹划对基于该设想的飞船进行一次试验飞行。

卡尔·爱德华·萨根（Carl Edward Sagan，1934年11月9日－1996年12月20日），美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家，和非常成功的天文学、天体物理学等自然科学方面的科普作家。行星学会的成立者。

《伊卡洛斯》也是美国的一本行星研究专业刊物，萨根曾担任该杂志技术总监和编辑达12年。

LightSail太阳帆飞船包含了一个面包大小的CubeSat立方体小卫星，后者是由加州圣路易斯奥比斯波的星际探索公司设计。展开的正方形帆面将作为飞船的推进系统，前者是由4块三角形聚脂薄膜塑料构成。

小盒子里放入了32平方米的聚酯薄膜，展开后就是一面太阳帆。借助从太阳方向“吹”过来的辐射的能量，它就能够顺势而往。

Nye表示：“阳光（只要是光），即使没有质量，也包含着动力。因此，它才可以在空间中推动这些帆”。

鉴于太阳几乎是一个无限的能量来源，这种方法有望减少未来的太空飞行成本。研究团队希望能够将这一技术运用到未来的空间任务中。

“LightSail”将在佛罗里达州的卡纳维拉尔角，搭载宇宙神V型火箭升空。如果试飞成功，后续的同类型飞船将试着飞出太阳系。

即将迎接挑战的LightSail，分A、B两星。A星先上天实验，主要是要测试姿态控制和通信，还谈不上星际旅行。而2016年飞B星，进行真正的太空之旅。两次任务成本为450万美元。

LightSail的背后，是科学界几百年的努力和实验。

400年前，开普勒就提出可以利用太阳光行走太空。19世纪科学家麦克斯韦也指出：光也是有压力的。

两岁的时候，麦克斯韦发现能用一个镀锡铁皮将太阳光反照到家具上并使太阳光在墙壁上跳舞。当他的爸爸妈妈走过来时，他大声叫道：“快看太阳，我用铁皮抓住了它！”

的确，虽然光子没有质量，但有动量，可以把它的动量传递出去。晒太阳的，就接受了太阳的压迫，只是力度太小感觉不到罢了。麦克斯韦理论提出30年后，科学家果然测出了光压。
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俄罗斯的火箭先驱齐奥尔科夫斯，和他的同事桑德1921年提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的阳光获得宇宙速度。”桑德还说，太阳帆应该是包在硬质塑料上的超薄金属帆。1950年代开始有大量文章讨论太阳帆。1970年代，由于展开技术和薄膜制造进步，太阳帆开始实验。上世纪九十年代，各国陆续完成了一些展开实验。

太阳帆反射光子，反过来光子推动太阳帆。阳光越炽烈压力越大，太阳附近，每平米接受的压力，相当于3枚一元硬币的重力，而到了阳光稀薄的太阳系边缘，每平米的压力就只有一根羽毛的重量了。

有趣的是，最早的太阳帆飞行器就叫做“伊卡洛斯”。

2010年5月，日本成功试飞“伊卡洛斯”太阳飞船，它通过一面帆用太阳光压力作为动力。目前,这艘飞船已经飞过了金星,继续向太阳飞去。

伊卡洛斯太阳飞船。

其实帆船也可以在逆风天“曲线前进”，只要帆和前进方向调整适宜。太阳帆能吹向太阳也是同样的道理。

日本当时计划在10年内，再发射一艘太阳帆飞船，综合太阳帆和离子推进，飞到木星去。

与IKAROS同期，美国宇航局也发射了“NanoSail-D”卫星，它在近地轨道成功展开一个小帆，但不能用于飞行。NASA还计划了一项名为“Sunjammer”的太阳帆飞行器，原定于2015年发射。但在技术评审后，NASA无限期地延迟了这一项目。

NanoSail-D和设计人员团队。

美国政府和军队还提出一个太阳帆计划，通过调整倾角，让太阳帆飞船向太阳航行150万公里，以监视太阳磁暴。

除了提供动力，太阳帆的一个更现实的用处，是调整飞行器的姿态，好省一点燃料。

美国的宇航爱好者组织“行星学会”与俄罗斯合作，曾在2005年发射了“宇宙1号”，它也是LightSail的前身。它搭乘从巴伦支海的核潜艇上射出的火箭升空。本来“宇宙1号”应该在展开成功后降落，但却不知所终，分析认为是火箭分离故障让它没展开。

遗憾的是，非盈利机构行星学会（The Planetary Society）近日宣布因为软件故障“暂停”太阳帆飞船LightSail任务，该故障能够导致板载电脑处于冻结状态，这是地面技术用户经常会遇到的问题。

不过，我相信伊卡洛斯的灵魂一定能载着人类的梦想，驾驭太阳帆船飞向太空。

人类的伟大就在于，在每一次坠落中都获得新的力量，最终走向成功。

艺术家设计的太阳帆飞船概念图。