最近有很多热心网友都十分关心太阳帆飞行器，光帆是利用什么原理使飞船前进的？有可能实现吗？？这个问题。还有一部分人想了解太阳帆。对此，哈哈娱乐网小编「雾里有江馆」收集了相关的教程，希望能给你带来帮助。

乘着光线遨游太空，来看“太阳帆”飞行器的操作

“太阳帆”飞行器利用太阳光的光子动量作为动力。光具有波粒二象性，太阳光中的光子也像其他粒子一样有动量，虽然这种动量非常微小，但用光帆收集这种动量，可以在太空中驱动飞行器前行。这不同于太阳能电池板将阳光转变为电能，而与帆船的风帆利用风力相似。“太阳帆”飞行器由于不需要燃料，被认为是未来太空 探索 的一种重要工具。

美国行星学会说，“光帆2号”重量约5千克，它在太空中展开由聚酯薄膜构成的4个三角形光帆后，总表面积约32平方米。它以此从太阳光中获得的动力，大概相当于一个曲别针放在手掌上所感知到的重力。由于太空中缺乏阻力，它被太阳光持续加速后可达很高的速度。

据介绍，“光帆2号”将抵达720千米高的轨道，那里的空气已非常稀薄，来自太阳光的动力能够克服空气阻力，让它以受控方式运行。如果任务成功，它将是首个在地球轨道上受控运行的“太阳帆”飞行器，也将是首个能利用太阳光光子动量提升轨道高度的“太阳帆”飞行器。

2015年，美国行星学会曾发射并测试了“光帆1号”，当时成功验证了光帆展开系统，但由于轨道高度较低，从太阳光中获取的动力未能克服地球大气的阻力。

2010年，日本宇宙航空研究开发机构在发射金星探测器的同时发射了“伊卡洛斯”号飞行器。它向金星和太阳的方向飞去，成为人类第一个成功在行星际空间运行的“太阳帆”飞行器，成功利用太阳光的动力改变了速度和姿态。

这是迄今为止最快的飞行器，15000公里/秒带你领略光速的感觉

大家好，这篇文章发得有点慢，距离上一篇否发布时间太久了，大家还记得吗，我们上一篇说道的光速飞船——太阳帆：利用光子推进的飞行器！这一篇我们将继续了解另一个科研项目——电动帆！开篇之前，纠正前一篇的一个错误，那就是光帆飞行器到达太阳边界的时间是19年，不是10年，对此深表歉意，混淆了，因为这两个科研项目太过于接近了。

太阳帆计划面临的一个巨大挑战是巨大的帆面材料，更大的困难是支撑帆面的材料以及微流星体的撞击。出于这些缺点，科学家想到了另一个方案——电动帆，利用太阳带电粒子作为推进器。

2006年，芬兰科学家Pekka Jaanhunen提出了利用太阳的带电粒子推进光帆的设想，这就是电动帆的由来。我们都知道，太阳会时刻放出带电粒子，这些粒子向四面八方散射出去，就好像彗星的尾巴一样。

这种推进技术被称为低工质甚至无工质的飞行器，可理解为不需要携带推进能源的飞行器，电动帆的原理是利用太阳的带电粒子的推力作为推进能源，这种带电粒子我们叫他做太阳风，这种太阳风是带正电的，电动帆是利用一个大的带正电通电网产生磁场，这个磁场带正电与太阳风排斥，所以就能产生排斥推力，推进电动帆进入深空。

不仅如此，这个磁场还会有更大的作用，先挖一个坑给大家，等下会讲到。科学家经过研究得出，利用50根带电线组成的网可以产生的磁场足以推进航天器，而且，这样的焊接技术将有效避免深空中的微星体撞击所带来的损伤，如果网络被撞击，并不会影响帆面的供电，因为他们像蜘蛛网一样，四通八达。

2016年，爱莎尼亚发射了电动帆的原型卫星，但是在放线的时候失败了。

2017年6月，芬兰（好像这个国家挺跳的哦）发射了Aalto-1卫星，其目的是检验电动帆的可行性以及应用前景。

2015年，NASA授予电动帆项目先进科学理念奖，并制定了HERTS计划，这个计划发射的推进器在地球外是600平方公里的受力磁面积，到达木星时，这个面积是1200平方公里。前面给大家挖了一个坑，说磁场会有更大作用，这里就说明了，在地球磁场范围，磁场不会产生作用，需要使用常规燃料送出地球磁场干扰范围，但是一旦离开地球磁场范围，电动帆的磁场将会向四面八方扩大，比如帆面1000平米，辐射范围就会是10000平米，十倍以上的扩大，而且，远离地球后的磁场面会更大，所以才有NASA的HERTS计划。利用这个计划，飞行器飞到太阳边界需要的时间是10年，光帆需要的是19年，旅行者用了35年！光帆和电动帆的推进速度基本上一样的，但是在光帆达到木星附近时基本上没有什么动力了，但是电动帆的动力还是源源不断的涌来，这就是为什么电动帆比光帆更加适应深空探测的原因了，这个计划也能够达到5%的光速，即15000公里/秒。

到达目标恒星后，电动帆只需要调整带电性质，就能够利用磁场减速，还记得《流浪地球》的计划吗，需要花近700年时间减速并飘入轨道。

什么叫太阳帆？

地球上有各式各样的帆：船帆、车帆、冰帆……地球以外宇宙中也有帆，叫太阳帆。

目前，随着能源危机的加剧，对太阳能的研究也飞速发展。对地球来说，一年收到的太阳能是1970年全世界消耗的总能量的3万倍，可想而知，这是多么巨大的一笔送上门来的财富呀！

现在对太阳能的利用，只局限于热水供应、采暖、空调，虽然已经扩展到太阳能动力机、发电机、太阳能电池、太阳能汽车，但尚未全面应用。地球的能源来自于太阳，直接利用太阳能已到了刻不容缓的地步。

太阳照射在我们身上，不但把热量施加给我们，而且还把一定的压力压在我们身上，但由于人的感觉不够灵敏，察觉不出来。太阳光的压力简称“光压”。根据科学家的计算，在地球表面，安置一片能全部吸收的绝对黑体，在太阳光的照射下，产生的压力强度为0.49×10-2牛/平方米。别小看这“光压”，它却扫荡了太阳系中千千万万个微流星。

美国在1963年，为了便于通讯，在3 600千米高空的“米达斯”六号卫星上发射了无数个针形卫星，组成绕地球的环，把地面的无线电波反射回地球，但由于“光压”的作用，这些针形卫星被赶回了大气层。美国在1960年8月，发射了1 600千米高空的圆轨道“回声”一号卫星，是一个直径30米、重量只有68千克的轻球罐，在“光压”作用下，五个月后由圆轨道变为椭圆轨道，1868年5月也被赶回大气层。所以，500千米以上高空飞行的轻质或微小卫星，不得不考虑到太阳光压的作用。

太阳光压既然有能力扫荡微流星、微卫星、轻卫星，何不利用它作为星际航行的动力呢？是的，科学家正在致力于设计这种飞行器——太阳帆。

设想卫星飞行在外层空间，自动展开着几百米直径的轻质塑料布的太阳帆，在塑料布上涂有高级反射物质铝或银，迎着太阳送来的光压，太阳帆反射着太阳光压，冉冉而去，如童话中的“飞毯”，这是何等美妙和神奇呀！

太阳帆的帆面可以调节，当卫星运行轨道与太阳光线平行，可以使帆面与太阳光线垂直以便得到最大的光压，当卫星运行轨道与太阳光线垂直，可以收起太阳帆。

光帆是利用什么原理使飞船前进的？有可能实现吗？

光帆飞行器已经实验证实了，只是推力小的可怜，无法替代化学燃料推进器，换用激光束推进可以获得更大推力，但需要建设一个规模不小的激光矩阵，耗资大。

光在撞到物体时会产生很微弱的推力，利用这种原理制造光帆飞行器就可以利用光推动，在太阳系较内侧的地方光照还算比较强，利用太阳光就可以对可以对探测器进行持续的加速，但也由于推力有限，目前只能实现体积质量较小的飞行器。日本2010年发射了光帆推动的卫星，但可以看到体积还比较小，能够携带的设备很有限，探测范围也就很有限。

“突破射星计划”是比较出名的，是霍金站台和一些科学家和富豪商讨搞的探测项目，具体实施了没还不大清楚，但这个计划的目的是制造一个体积不到一立方厘米的微型探测器，同时建设一个激光矩阵，先把探测器发射到地球轨道，然后再用激光矩阵加速到光速10%左右，这样可以几十年内到达4.2光年外的半人马α三星。但“悟空他要吃我，还只是一个计划”。

根据计算，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量。因此，为了最大限度地从阳光中获得加速度，太阳帆必须建得很大很轻，而且表面要十分光滑平整。但是光帆有一个非常大的好处，就是光帆产生的推力是源源不断的——只要光帆张开了，宇宙飞船就可以一直加速（因为宇宙中几乎没有阻力，所以无论这个推力有多么小，飞船都可以缓慢地加速），在长时间的加速之后，通过光帆推进的飞船甚至于可以达到每小时24万公里，这个速度足够宇宙飞船以高速飞出太阳系了。

在短时间内光帆推进器难以实用，时间太久可控核聚变又出来了，那个时候还需要光帆吗？还有离子推进器呢。只有在实验中获得无与伦比的优势，未来才会被大范围应用。

太阳帆飞船的发展历程

四百年的艰难曲折　　著名天文学家开普勒早在400年前就曾设想过不携带任何能源，仅依靠太阳光的能量使飞船驰骋太空的可能性。他曾指出，彗星烟雾状的尾部就是在太阳光影响下“不断飘动的”。开普勒还计算出太阳光可为宇宙飞船提供的具体推力。但直到1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔才明确提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”。正是灿德尔首先提出了太阳帆——这种包在硬质塑料上的超薄金属帆的设想，成为今天建造太阳帆的基础。而后科幻小说家阿瑟克拉克在他的小说《太阳帆船》里太阳帆的概念深入人心。虽然“太阳帆”飞船的构想最早比人类第一枚火箭成功发射还早30多年，但它的发展却不是一帆风顺的，包含了人类将近一个世纪的梦想和曲折，也包含了它的设计者美国科学家佛里德曼（“宇宙一号”项目主任）半生的梦想。　　弗里德曼毕生致力于推动光帆航宇的发展，早在上个世纪1976年他就职于美国宇航局喷气推进实验室的时候，他就提出利用一个64万平方米的巨帆航向哈雷彗星进行探测的思路，美国宇航局认为太过冒险而没有采纳。他后来离开美国宇航局后，和他人一起组建了美国“行星协会”，在致力于推动国际太空合作的同时，让他认识了许多俄罗斯宇航科学家和工程师，弗里德曼最终从他们中找到了志同道合的伙伴，共同建造并发射人类的第一个光帆。　　合作中的投资方是美国的“行星协会”，金额为400万美元，负责建造的是位于莫斯科的一家前苏联的航空航天公司，这家公司在发射折叠飞行器并在太空张开方面有经验。该项计划在实施的过程中也遇到了重重困难。2001年4月，它在地面试验过程中，由于线路短路造成该飞船的一些元器件和电缆受到损害，亚轨道飞行的时间一推再推。2001年7月20日，人类的第一个太阳帆“宇宙一号”从一艘俄罗斯的核潜艇上发射升空，但飞船由于没能与第三级运载火箭分离而坠毁。在第一个“宇宙一号”失败后，弗里德曼没有放弃，决定重新建造新的光帆，名字仍然采用“宇宙一号”，工程师们花费了3年时间专门对太阳帆飞船进行改装和完善，2004年夏季还进行了附加试验，并决定不再重复短暂的亚轨道飞行，直接进行轨道实验，而这就是今天由俄罗斯核潜艇从巴伦支海发射的浴火重生的“凤凰”。出于谨慎为保万全，“宇宙一号”的发射日期也是一再推迟。