2022年8月24日报道：在无休止的拖延和数百亿美元的花费之后，NASA的自由女神像大小的空间发射系统（SLS）巨型火箭终于接近其首次发射。此次发射最早将于8月29日进行，将利用SLS的880万磅推力（3910万牛顿）将一艘无人驾驶的猎户座航天器和伴随的服务舱送入月球轨道。这项被称为“阿耳特弥斯一号”的任务将是美国宇航局阿耳特米斯计划中迄今为止最大的里程碑，该计划将在半个多世纪以来首次将人类送上月球表面。

　　如果成功，该任务还可能导致另一个鲜为人知的里程碑，但这是一个探索近地小行星而不是月球的里程碑。随着阿耳特弥斯一号接近月球，NASA的NEA Scout太空探测器将从连接猎户座和SLS火箭第二级的适配器环上的分配器中展开。该探测器是一个比鞋盒还小的免费装载机，搭载在太空中作为第二“共享”有效载荷。一旦自由飞行，NEA Scout将准备追踪并拍摄2020年的GE，这是一颗校车大小的近地小行星，是有史以来由航天器近距离研究的最小小行星。

　　但在另一个更为深远的方面，NEA Scout的突破性航行也将代表深空推进的一个重要里程碑，因为科学任务将展示太阳帆的使用，这是航天器在没有火箭推进剂的情况下产生推力的少数方法之一。

　　当然，太阳帆已经在星际空间和低地球轨道上建造并成功发射了概念验证任务。日本宇宙航空研究开发署（Japan Aerospace Exploration Agency）首次展示了由其首创的“伊卡洛斯”（IKAROS）号帆船控制的太阳航行，该帆船飞越金星。美国宇航局的NanoSail-D太空船和行星学会的LightSail 1号和2号太空船都使用太阳帆绕地球运行，后者仍在绕地球运行。

　　在与阿耳特弥斯一号分离后，重达14公斤的NEA侦察机将首先发射其冷气体推进器和六小罐加压气体推进剂，以稳定和确保远离月球并朝2020年GE飞行的安全轨道。然后，飞船将展开一个薄的铝涂层塑料太阳帆。大约有壁球场那么大，这种帆将捕捉光线而不是风，通过吸收太阳辐射的动量加速进入深空巡航。

　　“近地天体是主要小行星带碰撞产生的碎片和喷射物，”加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室（JPL）的NEA Scout首席科学研究员朱莉·卡斯蒂略·罗格斯（Julie Castillo Rogez）说，“2020年GE代表了一类我们知之甚少的小行星”，因为之前没有探索过直径小于330英尺（100米）的小行星。

　　在飞越过程中，NEA Scout将使用其高分辨率相机近距离观察2020年的GE，精确测量小行星的大小、形状、旋转和表面特性，同时评估周围的灰尘和碎片。由于小宇宙飞船的相机分辨率低于每像素10厘米，科学团队应该能够确定2020年GE的组成，即它是一个岩石固体物体，还是像一些较大的小行星近亲一样由较小的卵石和尘埃松散聚集而成。小行星Bennu比2020年的GE大近30倍，其表面看似坚硬，岩石表面被证明是多孔的，当OSIRIS REx航天器在收集样本时意外沉入其中。

　　NEA Scout最初设想于2013年，作为一项调查目标的侦察任务，以支持派遣宇航员访问NEA的计划。这就是为什么它被称为“侦察机”，位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的任务首席技术研究员莱斯·约翰逊说。该计划后来演变成JPL空间科学家和马歇尔航天工程师之间的一次出乎意料的、富有成果的科技合作，此前两个团队根据美国宇航局的要求独立提出了惊人的相似任务和飞行器设计。

　　卡斯蒂略·罗格斯说，这次任务应该为了解这类NEA对地球构成的风险提供重要的见解。“虽然从“行星防御”的角度来看，大型小行星是最令人担忧的，”她说，“像2020 GE这样的天体更为常见，尽管其体积较小，但也可能对我们的星球构成威胁。”例如，车里雅宾斯克流星（Cheryabinsk meteor）——一颗以2月15日爆炸的俄罗斯城市命名的类似大小的NEA，2013年，一股强大的冲击波震碎了整个地区的窗户，造成1600多人受伤。

　　约翰逊回忆道，NEA Scout的另一项任务是演示太阳帆推进用于深空作业，该任务源于一个单一的问题：微型航天器能否以低成本从深空生产有用的科学？“这是一个巨大的挑战，”他说。“对于小行星表征任务，小型航天器上根本没有足够的空间容纳大型推进系统及其所需的燃料。”

　　NEA Scout任务中最令人担忧的部分可能是部署薄纱帆，它必须在深空中基本上完美地展开。约翰逊说，为了做到这一点，飞船将推出四个折叠的金属吊杆，紧紧折叠的帆与之相连。长而扁平的支架将缠绕在一个线轴上，线轴将分配吊杆，就像卷尺发出金属尺一样。但是，卷尺的尺是弯曲的，有时在伸展时会变得松软，而吊杆在伸出时会弹成一个刚性的V形横截面。

　　约翰逊说，随着太阳帆的展开，它将从紧凑的包装扩展到86平方米的总面积。帆本身是由CP-1制成的，CP-1是一种坚硬、柔韧、涂有铝的聚合物薄膜，他说，它“像Saran包裹，只是比人的头发薄得多，只有几微米厚。”

　　轻型反射镜帆将通过反射90%来自太阳辐射的入射太阳光子量子粒子来产生推力。约翰逊说，这些可见波长的光子很像来自弹丸枪的投射物，“撞击船帆并反射出去，每次都会将一点动量传递给船帆。”

　　然而，太阳辐射压力非常弱，这就是为什么实际的太阳帆必须如此之大。即使阳光驱动的帆是超大的，在大多数情况下，它仍然会以超慢的速度加速。约翰逊说，坏消息是，在地球上，“在阳光充足的中午，施加在两个足球场上的太阳辐射压力是你手掌上的四分之一和五分之一的力。”好消息呢？“牛顿定律有效！”他笑了。从地球的引力场中解放出来，不受大气阻力的阻碍，两种力量以其他方式抵抗太阳帆对持续不断的光子雨的相等和相反的反应，动量逐渐累积，最终允许帆船在几乎不使用任何推进剂的情况下达到惊人的高速。

　　NEA Scout将从其冷气体推进器中释放少量推进剂，以在太空中控制自身，但帆本身将完成大部分工作。航天器将通过倾斜和倾斜其帆来改变入射阳光的入射角，改变推力和行进方向，类似于帆船通过相对于地球风倾斜帆来操纵。太阳帆将一次保持任何给定的方向数天，使每次机动产生的动量得以累积。

　　到2023年9月，部分归功于月球飞行的重力辅助，NEA Scout将有足够的速度赶上2020年GE。任务导航员将引导航天器到达小行星一公里以内。卡斯蒂略·罗格斯说：“NEA侦察员可能会以每秒70英尺（20米）的相对速度完成有史以来最慢的小行星飞行。”。“这将给我们大约三个小时来收集宝贵的科学并近距离观察。”

　　卡斯蒂略·罗格斯指出，如果强烈的空间辐射没有炸毁其最小屏蔽的电子设备，那幺NEA侦察员可能会执行一项延长的任务。在这样一次任务中，它可以回溯到2020年GE的更多飞行，或者访问其他近地天体，甚至航行到地球拉格朗日点5（L5）的潜在特洛伊小行星，这是一个跟踪地球轨道的“引力谷”。

　　NEA Scout是CubeSAT日益强大的一个例子，CubeSats是一类小型化、相对低成本的卫星，大约20年来，在标准化平台上使用简单的航空电子设备和电力系统构建。至关重要的是，它们体积小、重量轻，可以作为二级有效载荷廉价地发射到轨道上。超过1500颗立方卫星已经通过这种方式进入轨道。但正如NEA Scout现在所展示的，立方体卫星正在从简单的地球轨道卫星演变为能够在月球空间和更远的地方运行的远程航天器。

　　例如，NASA的月球手电筒，另一个CubeSat太空探测器，将在稍后的发射中飞往月球，旨在寻找那里的水冰沉积物。该航天器将使用其近红外激光器将光线射入月球南极的阴影区域，试图照亮并揭示隐藏的水冰。如果发现足够丰富，除其他外，这些沉积物可用于制造火箭燃料。

　　NEA Scout本身将为另外两艘NASA太阳帆船奠定基础，其任务将有助于指导后续太空船的设计。例如，这些未来的帆船可以提供太阳耀斑的早期预警，充当地球两极的准地球静止通信链路，或执行更为广泛和雄心勃勃的星际任务。

　　美国宇航局汉普顿兰利研究中心ACS3项目的首席研究员W·济慈·威尔基（W.Keats Wilkie）说，先进复合材料太阳帆系统（ACS3）计划在未来几个月内从一个搭载火箭实验室助推器的新西兰发射场发射，该系统将展示轻质但坚固的聚合物复合材料吊杆，该吊杆将在地球轨道上部署立方卫星的太阳帆，弗吉尼亚州：ACS3的帆略小于NEA Scout，但其吊杆也明显较轻，这应使其加速更有效。

　　“我们目前的复合吊杆技术最适合于500平方米大小的太阳帆，它包括了新兴的乘座式、立方卫星级的深空有效载荷，”威尔基观察到。“立方体卫星虽然小，但不是玩具，”他说。“我们不需要太空堡垒卡拉狄加来做伟大的科学研究。”

　　2025年，美国宇航局的太阳能巡洋舰将启航。大帆横跨六个以上的网球场（近1700平方米），它将捕捉阳光，推动一艘100公斤重的航天器朝着我们的家乡恒星前进，为未来的太阳帆航天器充当空间气象哨兵开辟了道路。