三體照進現實，NASA 發射了「太陽光帆」

自從人類學會了擡頭，將目光望向天空與宇宙以後，大海與宇宙便成爲人類探索未知的象徵，一個指引我們駛向地平線的盡頭，另一個激勵我們飛向無垠的星空。

數千年來，人類一直使用風力帆作爲主要推進手段在地球的海洋上航行。

現在，小說中的人類開始在太空揚帆，前些時日，NASA 將一個巨大的「帆船」送入了太空。

這艘帆船的全稱是 Advanced Composite Solar Sail System 3（高級複合材料太陽帆系統 3），最大的特點，就是不需要使用傳統燃料，而是與傳統的海上帆船一樣，使用自然中存在的物質來提供能量。

不過，就像 1979 年，第一部《異形》上映前夕的海報所說：

這是電影史上最著名的宣傳語之一，也是太空的真實寫照：聲音無法傳播的地方，沒有空氣的存在，自然更不可能有風。

但幸好，太空並非空無一物。

在地球公轉軌道附近，每平方米的截面每秒有 10^21 個太陽發射的光子穿過，這些光子雖然沒有靜止質量，但它們有動量，當光子撞擊並反射或吸收時，會將動量傳遞給太陽帆，憑此，ACS 3 可以緩慢但持續地加速，自在地暢遊宇宙。

不過，想要光子能順利推動衛星，還是有比較嚴格的前提條件——足夠小的體積與重量、還有儘可能大的帆。

ACS 3 衛星超級小巧，只有微波爐大小。這顆衛星由 NanoAvionics 公司製造，由 12 個單元組成，整體尺寸僅爲 23x23x34 釐米，在這個大小下，ACS 3 衛星整體重量爲 14 千克，這比傳統的 12 單元立方體衛星還輕了 6 千克。

體積與重量的問題解決了，擺在我們面前的是這面帆，要怎麼才能做得儘量大。

展開過程中，太陽帆一旦出現出現扭曲、撕裂或未完全展開的情況，都會嚴重影響推進效率和航天器的軌跡控制。

所以，想要這面帆足夠大，重要的是支撐帆的杆子在足夠輕的同時也足夠強。

經過反覆測試，ACS 3 使用的小型複合材料吊杆耐用、不易彎曲，能夠承受太空環境中的輻射、溫度變化和微流星體的衝擊；此外，它們還可以捲起來，以儘量減少存放空間，同時提供必要的剛度來支撐風帆，這四個可伸縮的吊杆展開後會分別撐開四個三角形帆，並組成一個菱形。

風帆完全展開大約需要 25 分鐘，展開後的面積約爲 860 平方英尺（80 平方米），相當於一個小型公寓的佔地面積。

美國國家航空航天局艾姆斯研究中心（NASA's Ames Research Center）的首席系統工程師艾倫-羅茲（Alan Rhodes）說：

在一切準備就緒後，ACS 3 搭乘 Rocket Lab 的 Electron 火箭從新西蘭的發射場升空。

8 月 30 日凌晨，ACS 3 團隊收到了來自宇宙的信息，這艘宇宙帆船已經成功地展開了太陽帆和支撐吊杆。

這是 ACS 3 在低地球軌道運行的第一步，接下來，這艘太空帆船將僅利用來自太陽的光子加速，並在距離地球約 1000 公里的軌道上繞地飛行，由於太陽帆材料的高反射率，觀星愛好者或是攝影愛好者應該可以在晴朗的夜晚看到或拍下它。

在太空揚帆，是早期航天科學家和工程師們對無燃料太空推進技術的夢想和探索。

太陽帆的概念最早由俄國科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）和美國科學家羅伯特·萊特希爾（Robert L. Forward）等人提出，他們設想利用太陽光的輻射壓力來驅動航天器。

這種想法隨後在科幻文學和實際科學研究中得到了廣泛傳播和討論，《2001：太空漫遊》的作家阿瑟·克拉克就在他的小說《太陽帆》（The Wind from the Sun）中詳細描繪了太陽帆的太空航行：

在《三體》中，劉慈欣也想象過太陽帆的更多可能：人類在三體的威脅下，在太陽系佈置了一個巨大的太陽帆來收集並反射太陽光，從而製造一個非常明亮的光點，向全宇宙暴露太陽系的位置，以此作爲「黑暗森林理論」的威懾手段。

小說跟上了，現實也沒落下，我國對於太陽帆的研究也獲得了不小的成就。

2019 年底，由中國科學院瀋陽自動化研究所研製的「天帆一號」太陽帆就搭載長沙天儀研究院瀟湘一號 07 衛星，成功在軌展開。

這次實驗，驗證了微小衛星兩級主被動展開系統、可展開雙穩態杆技術、柔性帆膜材料、帆膜摺疊展開技術等多項關鍵技術，標誌着太陽帆關鍵技術試驗驗證任務取得成功，並邁向成熟。

雖然在劇情需要下，小說或是科幻作品中的太陽帆往往事關人類種族存亡，帶有強烈的生死對抗色彩，但現實中國內外的衆多太陽帆項目，卻是爲和平、安全和持續地探索太空作出嘗試與貢獻。

無論是美國的 ACS 3 項目還是中國的天帆一號，都在嘗試擺脫燃料的限制，往宇宙更深處邁出腳步。

正如帆船曾引領人類征服海洋，如今的太陽帆，正在開拓我們前往星辰大海的新航道。