NASA太阳帆任务在太空中遭遇意外

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NASA 的太阳帆任务在太空中遭遇了意外,任务操作员正在分析航天器复合梁上的一处轻微弯曲。

NASA 太阳帆任务在太空中遭遇意外

一个体积如微波炉大小的航天器带着巨大的银色翅膀在轨道上翻滚,工程师们正在努力修复导致其失去方向的故障。

NASA 太阳帆任务在太空中遭遇意外

在实验性太阳帆任务中部署了四个复合梁后,NASA 工程师观察到其中一个沿着航天器翅膀延伸的梁出现了轻微弯曲,该机构在最近的更新中透露。任务团队希望弯曲的梁不会妨碍任务的其余部分。

NASA 太阳帆任务在太空中遭遇意外

NASA 的 ACS3 旨在测试用于太阳帆推进系统的新材料和可展开结构,包括用于在轨道上展开太阳帆的新型复合梁。它们像帆船的梁一样工作,但设计用于支撑捕捉阳光推进力的帆。复合梁由聚合物材料制成;它们轻巧,但在暴露于不同温度时仍然坚硬且抗弯曲和翘曲。

航天器已完全展开其帆,形成一个方形,每边延伸 30 英尺(9 米),或大约相当于半个网球场的大小。然而,任务团队注意到其中一个四根梁似乎有轻微弯曲,这些梁跨越方形的对角线,长度为 23 英尺(7 米)。

NASA 工程师正在评估弯曲,这可能是在梁和帆在部署过程中被拉紧时发生的,根据该机构的说法。“先进复合太阳帆系统演示的主要目标是测试空间中的梁部署,以告知未来大型太阳帆和其他结构中复合梁技术的应用,”NASA 在其更新中写道。“从这次飞行测试中收集的数据已经证明非常有价值,演示将继续产生关键信息,以实现未来的太阳帆任务。”

太阳帆利用来自太阳的光子,产生微小的动量变化,推动航天器远离恒星。如果航天器能够克服地球大气的阻力,它可能会达到极高的海拔。根据 NASA 的说法,用于此次演示任务的复合梁技术可以用于部署面积达 500 平方米(5,400 平方英尺)的太阳帆,或大约一个篮球场大小。

然而,自发射以来,实验性任务的进展并不顺利。发射几个月后,任务的帆被卡住,当机载电源监控器检测到高于预期的电机电流时,展开过程暂停。在 8 月底,任务团队成功地完全部署了航天器的帆和梁。

然而,在展开梁之前,团队必须停用航天器的姿态控制系统,以适应帆展开时其动态变化。姿态控制系统帮助航天器保持相对于太空中另一个位置的特定方向,基本上保持其定向。太阳帆的姿态控制尚未重新启动,因此航天器目前正在太空中翻滚。

“现在,任务操作员正在努力重新定位航天器,保持先进复合太阳帆系统在低功率模式,直到其太阳能电池板更有利地面向直接阳光,”NASA 写道。“团队正在为优先操作(如与任务控制的双向通信)节省航天器的能量,直到其姿态控制系统重新激活。”

一旦其姿态控制系统重新启动,更好地定向的航天器将能够将其无线电天线指向地球上的任务控制,并与地面上的 NASA 工程师通信。“在这个阶段,团队将能够收集更多数据,校准帆的精确形状,并准备开始其航行机动,”NASA 表示。

NASA 工程师希望测试航天器的机动能力,仅利用阳光对帆的压力来提升和降低其轨道。任务的初始飞行阶段设计为持续两个月。在整个太空航行期间,NASA 希望从其 ACS3 任务中收集尽可能多的数据,以帮助未来的航天器设计。

在此之前,已有其他太阳帆,特别是行星学会的 LightSail 2,该帆于 2019 年 6 月发射,仅在展开其 344 平方英尺(32 平方米)的太阳帆两周后,海拔上升了 2 英里(3.2 公里)。2022 年 11 月,该任务在开始失去高度并通过地球大气层重新进入后以燃烧的方式结束。LightSail 2 的遗产激发了其后的几个任务,包括 ACS3,以及 NASA 的 NEA Scout 任务和 NASA 的太阳巡洋舰(计划于 2025 年发射)。

这项技术仍处于起步阶段,显然并非没有挑战,但其潜力可能由我们的主星——太阳提供动力,以到达宇宙深处更远的目的地。

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版权声明:本文于2024-10-25转载自Gizmodo.com,共计1470字。
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