太阳帆（也称为光帆，特别是它使用来自于太阳以外的光源时）是使用巨大的薄膜镜片，以太阳的辐射压做为太空船推进力的一种计划。辐射压不仅非常小，而且与太阳距离的平方成反比，但不同于火箭的是，太阳帆不需要燃料。推进力虽然很小，但是只要太阳继续照耀着，太阳帆就能继续运作。太阳帆的观念是17世纪德国的天文学家开普勒最早提出的 ，在1920年待后期，福禄贝尔·占德经过近十年的淬练才再度提出此一观念。

：美国一个项名为“Sunjammer”的太阳帆项目，计划在2014年将一个拥有1200平方米展开面积的太阳帆发射升空，该太阳帆也将成为有史以来研制的最大太阳帆。这个太阳帆将可以实现大约0.1牛顿的推力，预计飞行超过300万公里。其理论上最高速度是光速的2%，也就是6000km/s，它可以在太阳光子以及的带电粒子流的推动下飞行…更新时间：2013-03-09 10:31:25

：太阳和其他恒星一样，可发出巨大数量的光子，所形成的太阳风可对物体产生“压力”，在许多科幻作品中，太阳帆被认为是一种十分“普及”的空间动力系统。

宇宙1号搭载的太阳帆

太阳帆的想法最早在16世纪就已经出现了。伟大的天文学家约翰尼斯·开普勒注意到所有彗星的尾巴都背离太阳，这说明太阳光会将它们推向后方，在彗星周围形成一个类似风向袋的形状。由此，开普勒设想太阳可能会吹出一股“风”。

美国宇航局的税收10号探测器在1974年成功进行了一次技术演示，当时它即兴地用自己的太阳能板当作太阳帆来使用。接下来美国、俄罗斯、印度和日本进一步验证了该技术的可行性。

2005年6月，美国行星协会与几家俄罗斯空间组织合作，将世界上首次使用太阳帆作为航天飞行动力装置的飞船——“宇宙1号(Cosmos-1)”发射升空。可惜这次实验未能成功将太空船送入轨道。[1]

2010年6月份，日本的“伊卡鲁斯飞船”成功发射升空。它的太阳帆展开面积约为200平米，使用聚酰亚胺材料制成，上面还安装有液晶显示屏，其作用是通过调节反光度实现对太阳帆姿态的控制。伊卡鲁斯在太空中达到了大约每秒100米的飞行速度，并在它展开太阳帆之后6个月抵达了它的目的地：金星。[2]

太阳帆

太空船配置一个巨大的薄膜镜片来反射太阳或其他来源的光，照射在镜面上的光经由光子的反射产生辐射压提供了微小的推力，调整反射风帆与太阳间的角度可以让太空船受到的推力方向相对应的产生改变。在大部分的设计中，都使用辅助的空气舵来控制方向，以小太阳帆来改变大太阳帆的姿态，空气舵通常都使用电动马达来操作。

因此，在轨道上的风帆不需要盘旋或移动以指向或离开太阳，几乎所有的任务都可以使用风帆来改变轨道，而不是直接的推离开行星或太阳。当在环绕着行星运转时，风帆是在轨道被缓慢的转动着，推力的作用是让太空船从低轨道运动至高轨道，并使他不要落入低轨道上。当轨道距离行星够远时，风帆会环绕着太阳继续相似的回旋运动。

最适合太阳帆进行的任务是在太阳附近的回旋，那里有充裕的光子，太阳帆的效率最高。也因为这个原因，多数的太阳帆被设计得能耐高温。

光是由没有静态质量但有动量的光子构成的，当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。单个光子所产生的推力极其微小，在地球到太阳的距离上，光在一平方米帆面上产生的推力只有0.9达因，还不到一只蚂蚁的重量。因此，为了最大限度地从阳光中获得加速度，太阳帆必须建得很大很轻，而且表面要十分光滑平整。

太阳帆产生的推力很小，不能为航天器从地面起飞，但在没有空气阻力存在的太空，这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供10e－5～ 10e－3g左右的加速度。如先用火箭把太阳帆送入低轨道，则凭借太阳光的加速，它可以从低轨道升到高轨道，甚至加速到第二、第三宇宙速度，太阳帆理论上最高速度是光速的2%，也就是6000km/s。如果帆面直径为300米，其面积则为70686平方米，由光压获得的推力为0.034吨。可把0.5吨质量的航天器在200多天内送到火星；如果直径大到2000米，它获得的1.5吨的推力就能把重约5吨的航天器送到太阳系以外。

由于来自太阳的光线提供了无穷尽的能源，携有大型太阳帆的航天器最终可以以每小时24万公里的速度前进。这个速度要比当今以火箭推进的最快航天器快4—6倍。即比第二宇宙速度快6倍，比第三宇宙速度快4倍。[3]

普通人对太阳帆有一个误解，以为它们在光压的推动下只能远离太阳而不能接近。而实际上，透过调整太阳帆的角度(类似帆船中的三角帆)，使其加速度方向与在轨运行的速度方向相反，并透过减速降低轨道的能量，降低轨道高度。最终，太阳帆将以螺旋运动的方式接近太阳。

如果轨道高度低于800km，太阳帆基本就没有用武之地了，因为此时大气阻力的影响比光压要大许多。只有当轨道高度大于这个限度时，太阳帆才能在光压的推动之下产生一个非常微小的加速度，通过数月的累积达到足够的速度。太阳帆通常要做得很大，而载荷相比之下就非常小了。直到现在，太阳帆的展开依旧是一个不小的难题。

卫星

太阳帆可以悬停在地球的极地上空。配备了太阳帆的航天器也可以定位到离太阳很近的轨道上，并能相对于太阳或地球保持静止。这种形式的卫星被命名为Forward卫星。

轨道修正

正在飞往水星旅途中的信使号探测器便利用了其太阳能电池板上所产生的光压来进行轨道修正。通过改变太阳能电池板和太阳之间的相对角度，可以调整辐射压的大小，这比推进器要精确得多。在引力加速机制下，很小的误差也会被放大很多倍，所以，精确的轨道修正可以为以后节省大量的燃料。

日本发射的隼鸟号在回程时则使用太阳能电池板上产生的太阳光压当做姿势稳定控制，用以替代无法使用的X轴和Y轴控制装置，并与离子引擎加以辅助尚能使用的Z轴姿势控制装置。

星际飞行

以太阳帆直接进行星际航行一直是太阳帆研发的最终目的。目前唯一确认以太阳帆进行星际航行的，只有日本于2010年发射的实证测试宇宙探测器IKAROS。

最新的一个项目便是一个被取名为“Sunjammer”的太阳帆项目，该项目由美国宇航局和总部位于加州的嘉德宇航公司(L’Garde)联合实施。“Sunjammer”太阳帆将具有超过13000平方英尺(约合1200平方米)的展开面积，这将使其成为有史以来研制的最大太阳帆。这样面积大小的太阳帆预计将可以实现大约0.1牛顿的推力，按计划它将于2014年发射升空，预计飞行超过300万公里。

此次太阳帆本身将会使用一种高技术材料“高温聚酰亚胺薄膜”制成，这种材料此前也被用于宇航服的制作，帮助宇航服实现三大主要功能，即：热隔绝，宇宙射线防护以及微陨石撞击防护。借助这种坚韧无比的材料，这架太阳帆将会在太阳光子以及太阳风的带电粒子流的推动下飞行。[2]