1.2　太阳帆推进技术发展概述

15世纪地理大发现时期，欧洲的航海家们扬帆远航，借助风力驶向传说中的大陆，麦哲伦船队更是凭借帆船完成了环球航行的伟大创举。21世纪的科学家们发现，未来的星际航行恐怕还要借助“帆”这种古老的工具，只不过驱动“太空帆”的不是气流而是太阳光。

近年来，随着深空探测活动的广泛开展和深空探测技术的进步，国内外学者发现采用普通的推进技术已经很难满足日益发展的深空科学任务要求，如将深空探测器推进到太阳系深处，或者使探测器脱离黄道面到达太阳极轨进行对日观测，或者实现日心悬浮轨道等非开普勒轨道等。开发更为有效的推进技术逐渐成为人们研究的焦点，其中太阳帆就是一个重点的研究对象。

太阳帆航天器是指利用太阳光压力获得推进力进行宇宙航行的新型飞行器，它被认为是未来人类探索深空的最实际而有效的途径之一。太阳帆（太阳帆航天器的简称，下同）通常是由大面积的帆膜和伸展臂组成，太阳光子撞击帆膜后反射，通过动量交换对太阳帆产生作用力，这种作用力即为太阳光压力。太阳帆在太阳光压力作用下，不断地加速，长时间后能够获得相当可观的速度，而且太阳帆以太阳光为推进动力，无须携带推进剂，理论上它的比冲无限大。持续的加速能力和“永不枯竭”的能量来源决定了太阳帆非常适用于深空探测。美国、欧洲、日本和俄罗斯均开展了太阳帆推进技术的深入研究，特别是2010年日本“伊卡洛斯”（Ikaros）太阳帆航天器的成功发射，更增强了人们利用太阳帆技术进行深空探测的信心。

在国外，太阳帆技术已研究了多年，做过大量的理论分析和论证，工程化正在迅速实施。从我国未来深空探测和国防现代化建设的角度考虑，太阳帆本身原理简单，易于实现，通过系统方案的确定，对关键技术进行研究突破，就可实现其工程化。

虽然太阳帆航天器近些年才作为一种新型航天器成为人们关注的焦点，但其想法的提出却有很长的历史。早在400多年前，开普勒就设想不需携带任何能源，仅仅依靠太阳光就可使宇宙飞船驰骋太空。到20世纪20年代，俄国航天事业的先驱Konstantin Tsiolkovsky及其同事Fridrickh Tsander明确提出了“用照到很薄的巨大的反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”的理论，他们率先提出了太阳帆——一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航天器的基础。随着时间的推移，欧、美、日、俄等均进行了大量的地面和空间实验。