康奈尔光帆实验助力星际航行探索

AlphaCube卫星在国际空间站的穹顶舱内展开。图片来源：NASA铑科学

如果人类计划在未来开展星际探索，光帆目前是最具前景的选择。这项技术利用激光阵列推动反射帆和微型航天器，使其达到相对论速度（即光速的一部分），是当前唯一有望在人类有生之年将探测任务送达最近恒星的方法。然而，在实现此类任务之前，仍需克服若干重大障碍并取得关键技术突破。

从开发太空激光系统到研制能够抵御星际空间旅程的材料，再到在太空中验证概念可行性，相关研究涵盖了多个方面。近日，康奈尔大学太空系统设计工作室（SDSS）成功将两个光帆实验装置——阿尔法立方星和驶向星辰号——从国际空间站部署出去。

这些任务是博物馆科幻馆2016年立方体卫星竞赛的一部分，该竞赛旨在征集基于现成技术的下一代航天器概念。实验由美国国家航空航天局的立方体卫星发射倡议资助，已通过货运飞船和载人任务部署至国际空间站。两个任务均采用折纸式光帆与芯片卫星（ChipSat），在发射前折叠以节省空间，部署后展开使用。

在部署期间，通过开源全球卫星网络TinyGS建立了通信。航行向星辰项目作为配套实验，测试了AlphaCube及另外五片轻型帆（NRCSD29）的性能，这些设备从国际空间站部署。在AlphaCube因进入地球大气层烧毁前，该立方星确认成功部署，并完成了多项辅助技术演示。

这些包括仅使用磁力矩器的自旋稳定算法、对光帆航空电子设备的全面测试、RockBL