美国宇航局正在提供资金，用于开发太阳帆建造的激进方法——一种利用太阳辐射压力产生航天器推进的新方法。太阳帆的大多数理论设计都依赖于极薄的纺织品——有时是以平方公里为单位测量的阵列——带有反射金属表面。这些涂层将太阳光子的动量传递给帆本身，从而产生推进力。

尽管美国宇航局计划在即将到来的近地小行星侦察任务中测试这项技术，该任务将使用配备86平方米帆的立方体卫星，但这也是第二种替代方法的重点。

该组织宣布了一项基金，以协助由美国罗切斯特理工学院的格罗弗斯沃茨兰德领导的研究，开发所谓的衍射太阳帆。

【资料图】

衍射帆避免使用金属涂层，使用新设计的超材料制作纺织品，可以在各种可能的范围内改变入射光子的角度。

通过观察光盘播放表面光照射产生的彩虹效应，很容易看出这种情况。产生可见光谱的涂层就是衍射光栅的一个例子。)

因为衍射光栅可以以不同的角度反射光子，所以它们可以用于不同的目的并重复使用。金属太阳帆只使用一次光子-推进帆-然后它们被反射回太空或被材料吸收。

无论哪种方式，它们都会丢失——而在第二种情况下，它会使帆和附着在帆上的船变暖，这可能会导致一系列下游问题。

相比之下，衍射光栅不会发热。例如，它可以利用一些光子产生动量，利用其他光子产生太阳能。角度正确的光子也可以被回收并反馈到系统中以产生额外的动量。

Swartzlander说：“我们正在开启一个太空旅行的新时代，它利用了大型薄帆膜上的太阳辐射压力。

“过去100年的传统想法是使用反射帆，比如在薄聚合物上涂上金属涂层，然后将它们分散在太空中，但你也可以根据衍射定律获得力。与反射帆相比，我们认为衍射帆更有效，能更好地抵抗太阳的热量。

“这些帆是透明的，所以它们不会吸收太多来自太阳的热量，我们也不会像金属表面那样出现热量管理问题。”

美国宇航局对斯沃兹兰德工作的兴趣在他于2018年公布了为期九个月的概念验证测试结果后引起了轰动。

随着最近公布的最新资助范围，研究人员希望在五年内开发出绕射风驱动工作卫星的演示任务。

他说，他的最终目标是向太阳发射一组风帆卫星，它们将在不同的轨道上着陆，并提供360度的视野。

他估计从发射到目的地的旅行时间大约是五年。