太阳帆航天器的概念并不是什么新想法。然而，近年来人们开展了一些工程实验试图确定使用太阳帆推进系统来达到亚光速的可能性。行星学会已开展了几项通过纳卫星部署“光帆”的实验。但迄今为止，这些实验取得的成功有限。

JAXA 在2010年做的“IKARO”实验第一次证实太阳帆确实可以工作。这种光帆是由聚酰亚胺制成的，表面反光，尺寸为200 m2。它先飞到金星，然后飞到太阳的远端。

2013年，ESA 进行了“Gossamer”离轨帆实验。目前，NASA 计划在2021年利用“太阳发射系统”发射“近地小行星侦察兵”（Near Earth Asteroid Scout）。JAXA 的“OKEANOS”太阳帆探测器将在21世纪20年代末飞向木星的特洛伊小行星。

最引人注目和雄心勃勃的项目是由私人自主开发的被称为“突破摄星”的计划（Breakthrough Starshot）。该光帆实验由NASA 艾姆斯研究中心前主任彼得·沃尔登牵头，其将达到20%光速的惊人速度（60 000 km/s）。简而言之，这个神奇的航天器会逐渐加速，直到它飞得非常非常快。

该航天器的光帆由轻质元素组成。它并不是由太阳辐射驱动，而是由大量的地基激光驱动（这些激光将驱动一个携带微型照相机的微小航天器）。这个“突破摄星”计划将试图前往半人马座阿尔法星，它距离地球约4.4 光年（约40 万亿km）。这是一段很长很长的航程，相当于到太阳的航程的2.7 万倍。(www.daowen.com)

有许多不同的材料被提议用于太阳帆航天器的结构（如锂或聚酰亚胺），从而获得有效的反射表面（如铝）和良好的放射性表面（如铬）。使用光帆推进发电有不同的方案：一种方案是使用太阳风（或太阳辐射粒子产生的磁场）或磁帆，它可以用来产生电能以支持电推进； 另一种方案是在光帆中嵌入高效的太阳能电池来为离子推进发电； 最后一种方案是利用木星或土星的重力场将轻型光帆飞船助推到更高的速度。

今天，光帆系统用于科学或商业目的的可行性仍有待验证。NASA、ESA 和JAXA 在测试光帆方面持续努力，行星学会的私人倡议和雄心勃勃的“突破摄星”计划，都表明人们对光帆星际飞船有着浓厚的兴趣。如果你相信所有这些利用光帆工作的航天科学家都不是疯子，那么这些项目中总有一个可能会真正成功。人们至少可以希望，他们不会把精力浪费在追逐臆想的光子上——如同向虚幻的敌人发出挑战。所有这些努力似乎都表明确实存在一些希望。我们至少要希望这些努力中会有一个方案最终被证明是正确的，并建造出真正的星际飞船。物理学和理论研究已经很清楚地表明，也许在未来10年左右的时间里，我们将找到方法建造出真正可工作的光帆星际飞船。图11.1 所示为利用激光信号来驱动一艘人造飞船达到已知的最高速度。

图11.1　地基激光系统与星际飞船连接的艺术表现（图片由“突破摄星”提供）