太陽帆也稱為光帆或光子帆是一種使用太陽輻射光壓來推進的太空探查機，來自恆星的光子照射在大型超薄膜上來提高探查機的飛行速度，也可以藉由液晶裝置調整光子反射來進行姿態調整。除了太陽光也可以使用能量光束來驅動延伸運作距離。太陽帆太空船提供低成本飛行與長時間運作的可能性；本身並無用來加速、機動變軌的推進裝置與推進劑因此理論上是一種可使用無數次的探查機。除此之外更進一步的發展是把太陽帆搭配有很高比衝的離子火箭引擎一起使用，發展成混血( hybrid ) 推進裝置，這樣的組合將可以提高燃料效率與滿足任務彈性。人類第一個驗證成功的太陽帆探測器是"日本宇宙開發機構 JAXA "的『伊卡洛斯』( Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun；IKAROS / 太陽輻射加速的行星間風箏型太空船 )，重量 315公斤、薄膜厚度只有0.075mm約為人類頭髮厚度的十分之一而薄膜形狀是對角線長度20公尺的正方形，在 2010年5月與日本金星氣候觀測衛星PLANET-C由H2A202火箭發射升空。這是世界第一個在行星間飛行且同時使用光子推進與太陽能產生電力的太陽動力帆太空船。2010 年 6月伊卡洛斯成功展開它的薄膜帆，接著彈出兩具迷你攝像機 DCAM1 和DCAM2 。 DCAM2 被用於觀察展開後的帆。加速與姿態調整的驗證也在 7月份被確認成功。2010 年 12 月從金星附近飛掠( flyby )而過。伊卡洛斯的任務還包括太陽系空間方面的調查，例如伽瑪射線爆發，太陽風和宇宙塵等。伊卡洛斯的ALADDIN儀器（ALDN-S和ALDN-E）測定粉塵濃度的變化，而它的伽瑪射線暴旋光儀（GAP）在前 6 個月的飛行中測得伽瑪射線爆的極化過程。2013 年 8 月伊卡洛斯飛離地球 2 億6 千萬公里、距離金星 1 億 2 千萬公里，累積的光壓加速達到每秒 400 公尺，並且進入休眠模式。
IKAROS飛往金星途中進行的實證
伊卡洛斯的薄膜厚度只有0.075mm比人類頭髮還要薄，薄膜表面上配置反射太陽光來進行姿態調整的裝置與太陽電池等。
IKAROS展開薄膜過程圖，紅色框內圖形可看到摺 疊起來的四片帆，其末端就是配重。藍色框內圖形的紅色箭頭標示著支撐棒放倒讓摺疊的帆在不停旋轉下鬆開。
太陽帆的困難處:
利用太陽帆在太空航行的構想在100年前就已存在，但在IKAROS之前一直未能實現，其原因就是沒有輕盈堅固的薄膜帆材料，帆越輕越好這樣在承受相同大小的力下越能有效加速，不過如果為了減輕重量而把它做得太薄，帆的強度就會越脆弱。太空中強烈紫外線與高能量粒子飛來飛去加上照射到太陽光那面與沒有照射到太陽光的背面會產生急劇的溫度變化等因素，想要找到能夠承受惡劣環境而又要輕盈的材料並且做成大面積的帆確實相當困難。最近十年有一種稱為"聚亞醯胺(polyimide)"的高分子薄膜被開發出來，在某種程度上克服了這些問題。IKAROS搭載的帆厚度為0.0075mm只有人類頭髮厚度的十分之一左右，所以200平方公尺面積的薄膜重量只有15公斤(IKAROS探查機整體重量為315公斤)。IKAROS打造完成後不可能在張開帆的狀態下發射升空，必須把薄膜帆收到探查機主體內。在太空中把摺疊的薄膜展開是最大的困難處，為了接受大量太陽光而把帆做得越大骨架就會越重，如此一來就會無法獲得足夠推力；如果把骨架做得很細來減重又容易扭曲變形。因此IKAROS採取全新方法不採用骨架而是利用旋轉產生的離心力把帆展開。
IKAROS太陽帆的運作
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