作者:普渡大学凯拉·怀尔斯 普渡宇宙飞船实验室工程师安东尼·科弗在一个真空室里工作，他在那里测试了拖曳帆的马达和控制器
学分:普渡大学照片/马克·西蒙斯 一枚火箭正带着拖曳帆飞向太空
目标？拖曳帆将火箭带回地球，防止它变成地球低轨道上成千上万的太空垃圾
由普渡大学工程师开发的阻力帆将搭载在萤火虫航天火箭上，预计将于11月从加州范登堡空军基地发射
该帆和其他六个“专用研究和教育加速器任务”(DREAM)有效载荷正在萤火虫航天公司的阿尔法发射上飞行，这是该运载火箭公司的首次飞行
“围绕地球的高价值轨道变得越来越拥挤，”大卫·斯潘塞说，他是普渡大学的航空航天副教授，也是美国宇航局喷气推进实验室火星样品返回活动的任务经理
“如果我们不把卫星或其他运载火箭部件移出轨道，那么最终高度利用的轨道将变得无法用于其他空间系统，”他说
“拖曳帆技术是设计用来与主航天器或运载火箭一起发射，并在主运载火箭的任务结束时部署
地球大气层产生的阻力会加速飞行器脱离轨道
" 这种被称为“三角帆3”的拖曳帆并不是第一次被发射到太空
但它是第一批大到足以使运载火箭末级脱离轨道的火箭之一
萤火虫阿尔法发射的目标轨道高度约为200英里，但Spinnaker3拖曳帆能够在400英里或更高的轨道高度提供脱轨能力
动画显示Spinnaker3连接到太空中的运载火箭上
Spinnaker3是由普渡大学工程师开发的拖曳帆，将搭载在预计于2020年11月发射的萤火虫航天火箭上
学分:普渡大学/杰克森·斯潘塞 这要归功于3米长的碳纤维帆桁(因此得名“3”)，它能拉出194平方英尺的帆
风帆本身是由一种闪闪发光的半透明材料制成的，这种材料是一种叫做CP-1的氟化聚酰亚胺，由耐溶剂公司生产
这种材料被设计用来抵抗低地球轨道上单原子氧的降解
普渡宇宙飞船实验室工程师安东尼·科弗领导了拖曳帆组件的设计和测试
“这种拖帆像帆船一样有帆桁，但是在太空中航行是非常不同的
拖帆吊杆需要非常轻，并且需要装在一个紧凑的空间里，”科菲尔说
“一旦展开，帆需要在整个脱离轨道阶段保持其完整性，这可能需要数月或数年
" 运载火箭和其他航天器通常使用推进剂自行脱离轨道，但这些推进剂需要限制运载火箭能够带到太空的有效载荷质量
阻力帆利用大气阻力来完成任务，节省了宝贵的推进剂，减少了车辆的整体质量
延时镜头显示阻力帆在普渡大学尼尔·阿姆斯特朗工程大厅的中庭展开
学分:普渡大学视频/艾琳·伊斯特林 U
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要求航天器在任务结束后25年内脱离轨道
如果卫星或运载火箭不能运行，它就不能使用推进剂脱轨
拖曳帆被动地帮助宇宙飞船脱离轨道，即使它不能工作或没有推进剂
萤火虫航空阿尔法发射将是一次测试，测试Spinnaker3原型在多大程度上帮助运载火箭脱离轨道
“在大约一百年的时间里，许多事情可能会自行脱轨，但这对我们没有任何好处
我们想用拖帆来加速脱离轨道，”普瑞博德的一位名叫厄尔利·布莱克的博士说
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航空和航天领域的候选人，为Spinnaker3进行系统测试和性能分析
“考虑到11月份预计的大气条件，萤火虫号航天运载火箭可以在25天内在大约200英里的低空自行脱离轨道
使用Spinnaker3，脱离轨道的过程可以缩短到15天
" 布莱克说，在25天内没有帆的情况下脱离轨道对于低空来说已经是一个合理的时间了，但是随着发射高度的增加，脱离轨道的时间也会增加，从而增加了与其他物体碰撞的可能性
用阻力帆加速脱离轨道的时间会有很大的不同
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候选人厄尔利·布莱克(前)和实验室工程师安东尼·科弗为Spinnaker3测试帆展开
学分:普渡大学照片/大卫·斯潘塞 Spinnaker3是由斯潘塞创立的初创公司“遗迹航空航天有限责任公司”开发的拖曳帆生产线的原型
这个想法是根据航天器的类型开发不同尺寸和吊杆长度的拖曳帆
这项技术是由普渡研究基金会授权的
斯潘塞曾与普渡铸造厂合作，为这家初创公司开发商业模式
该产品系列还包括一个三角帆1，它有1米长的吊杆，用于使小型卫星脱离轨道，如用于空间研究的立方体卫星
斯潘塞在普渡大学的太空飞行项目实验室指导学生、教员和工作人员对Spinnaker3进行了为期一年的开发
阻力帆的开发还包括18名本科生和研究生的贡献，作为空间飞行项目课程的一部分
春天在普渡完成了Spinnaker3的实验室测试
圣路易斯奥比斯波加州理工州立大学的一个团队贡献了一个航空电子设备单元，为有效载荷提供动力和通信，以及成像能力，使帆的照片在部署后能够传输到地球
遗迹航空航天公司与普渡大学合作获得了美国国家航空航天局第一阶段SBIR奖，最近还获得了一项为期两年的第二阶段研究，以推进阻力帆技术
SBIR的普渡大学首席研究员是航空航天学院的教授艾莉娜·阿列克谢耶内科
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