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Solar sailing technology challenges

机译：太阳能航行技术的挑战

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摘要

Solar sailing technology has been demonstrated in the space environment over. the past decade, in Earth orbit and on an interplanetary trajectory. These technology demonstration missions, along with a forty-year history of conceptual studies and laboratory development, have provided a 'foundation for a new era of missions where solar sailing provides the necessary propulsion to achieve space science and infrastructure goals. Numerous challenges remain on the path to flagship-class missions utilizing solar sails. This paper provides a survey of the current state of the art in solar sailing technology, including a taxonomy of solar sail design. A summary of solar sailing missions is provided, along with description of the larger-scale ground test programs. A set of representative next-generation solar sailing mission concepts is then presented, to establish driving requirements for future applications. To meet the objectives for these future missions, sail areas must 'increase by a factor of 50-500 relative to the largest solar sail flown to date. Sail loading, sailcraft areal density, characteristic acceleration and lightness number must improve by one to two orders of magnitude. Technology advancements required to meet the future solar sailing performance needs are described, providing a technology roadmap for solar sailing capability. (C) 2019 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
机译：太阳能航行技术已经在太空环境中得到了证明。在过去的十年中，在地球轨道和行星际轨道上。这些技术演示任务以及40年来的概念研究和实验室开发历史，为“新时代的任务奠定了基础”，在这一新时代中，太阳航行为实现空间科学和基础设施目标提供了必要的推动力。利用太阳帆向旗舰级飞行任务前进的道路上仍然存在许多挑战。本文提供了有关太阳航行技术的最新技术的概述，包括太阳航行设计的分类法。提供了太阳航行任务的摘要，以及对大型地面测试计划的描述。然后提出了一组具有代表性的下一代太阳能航行任务概念，以建立未来应用的驾驶要求。为了实现这些未来任务的目标，相对于迄今为止飞行的最大太阳帆，帆面积必须“增加50-500倍”。帆载荷，帆面密度，特征加速度和轻度数必须提高一到两个数量级。描述了满足未来太阳能航行性能需求所需的技术进步，为太阳能航行能力提供了技术路线图。 （C）2019 Elsevier Masson SAS。版权所有。

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  • 来源
    《Aerospace science and technology》 |2019年第10期|105276.1-105276.12|共12页
  • 作者

    Spencer David A.; Johnson Les; Long Alexandra C.;

  • 作者单位

    Purdue Univ Sch Aeronaut & Astronaut W Lafayette IN 47906 USA;

    NASA George C Marshall Space Flight Ctr Sci & Technol Off Huntsville AL 35812 USA;

    Georgia Inst Technol Sch Aerosp Engn Atlanta GA 30332 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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