High Speed AB-Solar Sail
太阳帆是一种用于收集太阳光压力的大型薄膜，用于空间设备的移动。不幸的是，太阳辐射压力非常小，在地球轨道上约为9 mkN/sq.m。然而，在太阳附近，光力显著增加至0.2 - 0.35牛顿/平方米。作者提供了他对一种新的革命性的高反射太阳帆的研究，该太阳帆在太阳附近飞行（经过特殊机动），并达到400公里/秒的速度，并在短时间内到达太阳系的远行星或使太阳系外的飞行成为可能。新的，高反射率的帆镜可以避免太阳帆的强烈加热。它可能对靠近太阳、水星和金星的探测器有用。关键词：AB型太阳帆，高反射太阳帆，高速推进。
2007-01-08 physics.gen-ph physics.space-ph
Solar sail with inflatable toroidal shell
在一个严格的数学方法的框架内，基于经典的弹性理论，我们提出了一个想法的圆形太阳帆的部署和拉伸连接到充气环形壳。据预测，通过将气体引入到可充气环形壳体中，可以展开和拉伸大尺寸的圆形太阳帆膜。推导了由壳体内气体压力引起的环壳和帆的薄膜应力和应变的计算公式。该解析表达式可适用于各种太阳帆尺寸。本文对由CP1薄膜制成的半径达100 m的帆形结构进行了数值计算。计算了帆膜在壳体内气体压力作用下的横向简正振动模态。论证了在充气环壳上附加大尺寸圆形薄膜的太阳帆展开和伸展的可行性。
2022-08-16 physics.space-ph
Orbital dynamics of a solar sail accelerated by thermal desorption of coatings
在这项研究中，我们考虑了一个太阳帆涂层的材料，在特定的温度下进行热解吸，作为一个特定的日心距离的太阳辐射加热的结果。三种不同的情况下，唯一不同的方式帆接近太阳，进行了分析和比较。在每一种情况下，一旦达到近日点，帆衣经历热解吸。当解吸过程结束时，帆然后逃离太阳系，由于太阳辐射压力而具有传统的加速度。热脱附是太阳系外太空探索中除了传统推进系统之外的另一个太阳帆加速源。比较的情况如下：i.霍曼转移加热解吸。在这种情况下，帆将作为有效载荷，通过Hohmann转移从地球轨道到非常接近太阳的轨道（几乎在0.1 AU），并使用传统的推进系统携带到近日点，然后部署在那里。二.椭圆形转移加上弹弓加上热解吸。在这种情况下，转移发生在从地球轨道到木星轨道。木星的飞越导致接近太阳的轨道，在那里帆被部署。三.通过热解吸的太阳帆的两级加速。拟议的帆有两层材料，根据日心距离的不同，在不同的温度下进行热解吸。第一次解吸发生在地球轨道上，并提供了将太阳帆推向太阳所需的推力。第二次脱附与其他方案的脱附相同。
2016-09-11 physics.space-ph
Applying the Spacecraft with a Solar Sail to Form the Climate on a Mars Base
本文主要研究了带太阳帆的航天器在火星表面某个区域的气候条件支持下的应用。作者提出了航天器的运作原则，旨在在火星表面的预定区域创建一个光和热光点。考虑了太阳帆在这种姿态下的运动数学模型，并进行了运动仿真。此外，对这种运动进行了分析。从而获得了带有太阳帆的航天器的静止轨道参数，并为进一步应用航天器在行星表面反射太阳光提出了建议。
2017-09-18 physics.space-ph
Static and Dynamic Torque Generation Analysis of a Cable-Actuated Solar Sail
University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）
本文通过分析沿柔性臂布设缆索的CABLESSail概念，提出利用缆索张力使臂弯曲变形以产生太阳辐射压力不平衡，从而生成用于动量管理的扭矩，并仿真验证了其有效性。
2025-12-15 physics.space-ph
Gyro-Control of a Solar Sailing Satellite
最近在空间部署帆的成功减少了与太阳帆飞行任务有关的风险。太阳能航行任务的姿态控制要求很低，只需要缓慢的姿态机动来保持稳定的姿态并产生所需的太阳能推力。未来的科学任务将需要大的姿态机动与完全展开的帆。本文研究了目前太阳帆姿态控制的方案，并提出了一种陀螺控制的太阳帆。这个概念使用旋转的太阳帆来构造能够产生大扭矩的控制力矩陀螺仪。执行姿态机动和仿真结果表明，这样的解决方案的能力的指导法律。
2019-10-29 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.SY
The Poynting-Robertson Effect on Solar Sails
我们考虑一种特殊的相对论效应，称为坡印廷-罗伯逊效应，对各种类型的太阳帆的轨迹。由于这种效应发生在$v^ϕ/c$阶，其中$v^ϕ$是相对于太阳的切向速度，它可以支配其他特殊相对论效应，发生在$v^2/c^2$阶。虽然太阳辐射可以用来推动太阳帆，但它的吸收部分也会在切向方向上产生阻力。对于逃逸轨道，这会减小巡航速度，这会对日心距离产生累积影响。对于一个直接面向太阳的太阳帆，坡印廷-罗伯逊效应降低了它的轨道速度，从而使它缓慢地螺旋向太阳运动。我们也考虑这种效果的非开普勒轨道中的太阳帆是倾斜的方位角方向。虽然原则上可以通过太阳帆在极地方向的极小倾斜来抵消阻力，但定期调整更为可行。
2010-12-16 physics.space-ph
Utilization of H-reversal Trajectory of Solar Sail for Asteroid Deflection
近地小行星有可能与地球发生碰撞，并且总是在地球上有一个线程。本文提出了一种改变小行星轨道以避免撞击的方法。太阳帆在H-反转轨道上的演变被用于小行星偏转。首先，分析了太阳帆的动力学特性和H型反转轨道的特点。然后，优化太阳帆的姿态，以引导太阳帆沿着H反转轨道撞击目标小行星。撞击速度取决于两个重要参数：沿弹道的最小太阳距离和亮度数。较大的亮度数和较小的太阳距离导致较高的撞击速度。最后，讨论了太阳帆沿H反转撞击小行星的偏转能力。结果表明，一个10公斤的太阳帆，提前一年，可以在2029年将阿波菲斯移出600米的锁眼区域，以消除其在2036年共振返回的可能性。
2011-08-16 astro-ph.IM physics.space-ph
Radiation Pressure on a Diffractive Sailcraft
先进的衍射膜可以提供优于被动反射表面的优点，用于使用太阳能或激光空间推进的各种空间任务。三种情况下进行了比较：面向太阳的衍射帆，Littrow衍射配置，和传统的反射帆。一个简单的地球到火星的轨道转移在一个恒定的姿态相对于太阳线发现没有惩罚透明衍射帆。后一种方法的优点包括主动控制的metasail和光子的再利用。
2017-03-08 physics.optics physics.space-ph
Attitude Control of Solar Sail with Reflectivity Control Devices
本文研究利用反射率控制装置（RCDs）替代磁力矩器，为太阳同步轨道太阳帆进行动量卸载，以防止反作用轮饱和，并评估其在近地及深空任务中的适用性。
2025-05-26 physics.space-ph
Deployable Prototype Testing and Control Allocation of the CABLESSail Concept for Solar Sail Shape Control and Momentum Management
University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）
本文提出了一种用于太阳能帆形状控制与动量管理的CABLESSail原型测试和控制分配算法，通过电缆驱动实现高效力矩控制。
2026-03-07 math.OC physics.space-ph
Orbital control strategy for a CubeSat satellite equipped with a solar sail for Earth-Mars communications during solar conjunctions
针对太阳合相期地火通信受干扰问题，提出基于带太阳帆的CubeSat卫星的任务方案，通过修正RTBP模型、延拓法求非食平衡点并设计帆朝向控制策略维持轨道，经数值模拟验证了鲁棒性。
2024-01-27 math.DS physics.space-ph
The beryllium hollow-body solar sail: exploration of the Sun's gravitational focus and the inner Oort Cloud
研究了充氢铍空心体星际太阳帆在太阳辐射压加速过程中的航天器运动学、近日点峰值温度和空间环境效应。我们表明，扩散减轻了板上填充气体储备和静电压力可以减轻近日点距离的增加。对于0.1天文单位的近日点，一个半径为937米的帆，帆质量为150公斤，有效载荷质量为150公斤，近日点帆温度约为1000 K，峰值加速度约为0.6 g，太阳系出口速度约为400 km/s。在帆展开后，飞船在2.5年内到达200 AU的太阳风层顶，太阳的内部引力集中在550 AU，大约6.5年，30年内到达2，550 AU。Be空体帆可以在2040年后的时间框架内应用，以验证广义相对论关于太阳内部引力焦点的预测，并探索太阳内部奥尔特彗星云中的粒子和场。
2008-09-20 physics.gen-ph physics.space-ph
Inflation deployed torus-shaped solar sail accelerated via thermal desorption of coating
一个环形帆由一个反射膜连接到一个可充气的环形边缘。帆从其收起配置的展开是通过将充气压力引入环形边缘来启动的，环形边缘具有由热敏材料涂覆的附接的圆形平坦膜，热敏材料经历从固体到气相的热解吸（TD）。帆的展开和加速研究分为三个步骤：在特定的日心距处，环形帆通过充气展开，薄膜在充气压力的作用下保持平整;在太阳辐射加热下，薄膜涂层发生TD，通过涂层TD和太阳辐射压力（SRP）加速帆;当TD结束时，帆只利用SRP的推力。利用TD和SRP方法研究了环面帆的稳定性以及加速度作用下平膜的挠度和振动。环形轮辋的稳定性解决。
2019-08-22 physics.comp-ph physics.space-ph
Exploring the Kuiper Belt with Sun-diving Solar Sails
我们讨论了一种可能性，调查许多柯伊伯带天体（KBO）的一次发射使用几个小规模的航天器，每个配备有太阳帆，这可以从一个单一的行星际巴士在近日点的工艺品的太阳轨道展开。每个小型航天器将携带一个科学有效载荷，并将被引导与一个或多个KBO相交。拟议的设想如下：帆作为有效载荷被携带到相对较小的日心距离（0.1 - 0.3 AU）。一旦到达近日点，船帆就会展开。除了由于太阳辐射产生的电磁推进之外，另一种机制可能是方便的：热解吸，这是一种质量损失的物理过程，可以提供额外的推力，因为加热释放嵌入太阳帆表面的原子。因此，由于热解吸作用，帆会经历额外的推进力，这大大增加了帆每年行驶的距离。
2018-09-30 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Solar sail with superconducting circular current-carrying wire
背景资料：太阳帆是由一大片低面密度的薄膜构成，是未来探索太阳系及更远地区最优雅的无推进剂推进系统。到目前为止，帆膜展开策略的研究已经引起了相当大的关注。目标：在这项工作中，我们提出了圆形太阳帆的部署和伸展的想法。我们考虑了附着在薄膜上的超导电流回路，以开发一种新的太阳帆部署方法，并预测超导电流回路可以部署和拉伸圆形太阳帆膜。方法：在基于经典电动力学和弹性理论的严格数学框架内，分析了太阳帆薄膜和金属丝环的超导电流回路感应磁场和弹性特性。导出了超导导线中电流引起的导线和帆膜应力和应变的计算公式。结果：所得到的解析表达式适用于各种太阳帆尺寸。本文对厚度为3.5 $μm$的CP 1膜与截面半径为0.5 ~ 10 mm的Bi $-$ 2212超导线材制成的半径为5 ~ 150 m的帆进行了数值计算。对100 A/mm $^{2}$至1000 A/mm $^{2}$的工程电流密度进行计算。结论：我们的计算表明，所提出的想法的太阳帆部署的未来探索深空的轻压力推进剂的装置的可行性。
2021-07-27 cond-mat.other physics.class-ph physics.pop-ph
Influence of Solar Sails on Magnetic Field Measurements in Space Plasmas
本文研究太阳帆对空间等离子体磁场测量的影响，发现金属帆中的涡电流和磁堆积效应可能扰动磁场，为评估帆-等离子体相互作用对磁力计性能的影响提供初步指南。
2025-10-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Solar Sail Momentum Management With Mass Translation and Reflectivity Devices Using Predictive Control
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出了一种基于模型预测控制的太阳能帆板动量管理方法，通过主动质量翻译器和反射率控制装置实现高效动量管理。
2025-11-14 physics.space-ph
Trajectory design and optimization of a solar sail sun probe
本文研究使用太阳帆作为太阳探测器，通过表面约束方法设计并优化其在偏移球面上运动的轨迹，发现增加任务阶段数可缩短总飞行时间，调整时钟角能避免方向反转使其直接接近太阳。
2023-09-12 astro-ph.IM physics.space-ph
Attitude and orbit coupling of planar helio-stable solar sails
研究了太阳帆的姿态-轨道耦合动力学问题。帆的形状是一个简化的准菱形金字塔，提供了结构helio-stabilility属性。在无量纲化之后，系统被置于快-慢动力系统的形式中，其中不同的时间尺度与系统的物理参数显式相关。物体坐标系相对于惯性轨道坐标系的方位是一个可以平均的快速相位。这就产生了一个简化的公式，它只包括一个固定的姿态垂直于太阳光的方向的平帆扰动的轨道动力学。结果举例说明使用数值模拟。
2019-11-13 astro-ph.EP math.DS physics.space-ph
Escape Trajectories of Solar Sails and General Relativity
广义相对论可以对部署在太阳附近的太阳帆的远程逃逸轨道产生重大影响。太阳附近的时空曲率可以导致从0.01 AU到2550 AU的太阳帆偏转多达100万公里，因此应该在任务开始时考虑到。还有许多较小的广义相对论效应，例如由于太阳缓慢旋转而引起的坐标系拖曳，这可能导致超过一千公里的偏转。
2009-07-20 gr-qc physics.space-ph
Passivity-Based Robust Shape Control of a Cable-Driven Solar Sail Boom for the CABLESSail Concept
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出基于被动控制的鲁棒控制器，用于精确控制CABLESSail概念中柔性缆驱动太阳帆支架的形状。
2025-10-18 cs.SY eess.SY physics.space-ph
Deviations from Keplerian Orbits for Solar Sails
结果表明，时空曲率、太阳表面可能存在的净电荷、小的正宇宙学常数和太阳扁率，以及太阳辐射压（SPR），都会影响太阳帆的束缚轨道运动，导致在日心和非开普勒轨道上偏离开普勒第三定律.关于透镜-瑟林效应，SRP增加了极轨道每个轨道的进动量。非开普勒极轨表现出类似于透镜-瑟林效应的轨道平面绕太阳进动。
2009-07-20 gr-qc physics.space-ph
The Sun Diver: Combining solar sails with the Oberth effect
高反射率的帆提供了一种利用太阳辐射压力将航天器推出太阳系的方法。当宇宙飞船开始向外飞行时，它离太阳越近，辐射压力就越大，最终速度也就越大。对于在地球轨道上启动的航天器来说，可以通过火箭发动机的逆行脉冲来实现更近的距离。然后在最接近太阳的地方展开帆。利用所谓的奥伯特效应，在最接近时的第二个冲量将进一步提高最终速度。在这里，我研究如何在这个过程中最好地分配固定的总冲量（Δv），以使帆在无穷远处的速度最大化。一旦Δv超过了一个取决于帆的亮度值（太阳引起的加速度的量度）的阈值，最好的策略是使用逆行冲动中的所有Δv尽可能接近太阳俯冲。在阈值以下，最好的策略是使用所有的Δv来产生冲击波，因此根本不俯冲。虽然更大的速度可以通过多级脉冲传输来实现，但这项研究显示了将脉冲与太阳帆相结合的一些有趣且可能违反直觉的后果。
2020-09-26 astro-ph.IM physics.class-ph physics.pop-ph
Bound Orbits of Solar Sails and General Relativity
我们研究了时空曲率与太阳辐射压（SRP）如何影响太阳帆的束缚轨道运动。虽然时空曲率和SRP都不会改变开普勒第三定律的形式，但它们同时产生的效应会导致对该定律的偏离。我们还研究了由于坐标系拖曳、太阳的引力多极矩、太阳上可能的净电荷和正的宇宙学常数而导致的开普勒运动的偏差。SRP的存在往往会使这些偏差增加几个数量级，可能会使其中一些偏差变得可检测。对于非圆形的束缚轨道，SRP抑制了由于弯曲时空而导致的近日点移动的速率，而由于太阳扁率而导致的近日点移动则增加了。关于透镜-瑟林效应，SRP在一个轨道周期内增加了极轨道的岁差角，尽管岁差频率实际上没有改变。我们还考虑了非开普勒轨道，它位于太阳平面之外。特别是，我们调查的太阳帆的俯仰角是如何影响光的部分吸收的帆，广义相对论效应，和扁率的太阳。非开普勒轨道表现出类似于透镜-瑟林效应，即轨道平面围绕太阳进动。观测这些效应的近太阳飞行任务可以为这些现象提供有趣的证实。
2009-03-25 gr-qc physics.space-ph
Boltzmann electron PIC simulation of the E-sail effect
太阳风电帆（E-sail）是一种计划中的太空推进装置，它利用自然的太阳风动量通量，在长的、带电的、离心拉伸的系绳的帮助下推进航天器。然而，准确预测E帆推力的问题仍然有些开放，这是由于系绳可能捕获的电子数量。在这里，我们开发了一种新型的粒子在细胞（PIC）模拟预测E帆推力。在新的模拟中，电子被建模为流体，因此类似于混合模拟，但与正常的混合模拟相比，泊松方程被用于正常PIC计算自洽静电场。对于电子排斥部分的潜力，玻尔兹曼关系被使用。对于吸引电子的部分的潜力，我们采用幂律，其中包含一个参数，可以用来控制被困电子的数量。我们进行了一组运行不同的参数，并选择一个与最小数量的被困电子仍然表现在物理意义上有意义的方式在这个意义上产生不超过一个太阳风离子偏转冲击上游的系绳。通过这个公式，我们得到的每系绳长度的推力值与以前的估计一致，虽然有点小。我们认为，Boltzmann PIC模拟是模拟E帆推力的一种新工具。该工具使我们能够快速计算解决方案，并允许轻松研究捕获电子的不同情况。
2015-12-17 astro-ph.IM physics.space-ph
Numerical simulation of a rotating magnetic sail for space applications
针对磁帆尺寸与捕获效率的平衡问题，提出带初始转速的新型旋转磁帆，经三维粒子模拟验证其推力随转速提升，在近地高密度等离子体轨道应用潜力突出。
2023-05-07 physics.app-ph physics.space-ph
BLISS: Interplanetary Exploration with Swarms of Low-Cost Spacecraft
本文提出BLISS项目，利用约10克级飞米航天器和MEMS致动器驱动的1平方米太阳帆，实现低成本内太阳系探索，并展示了对Bennu的轨迹控制及彗星采样返回等应用前景。
2023-07-20 cs.SY eess.IV eess.SY
'Oumuamua as a light sail -- evidence against artificial origin
`Oumuamua是第一个被探测到的太阳系星际访客，其轨道显示出非重力加速度。排除了其他的推进方式，比如物质通过彗星尾巴蒸发，有人认为辐射压力是造成这种加速的原因。因此，该物体的质量必须约为40吨，鉴于其尺寸，如果与地球的岩石/铁成分相似，`Oumuamua必须有~1毫米的厚度。这提出了一种广为宣传的可能性，即“Oumuamua”是人造的，是由外星文明故意发送到星际空间的，然而，这一结论依赖于一种常见的误解，即光（太阳能）帆可以加速到光速的相当一部分，允许快速的星际旅行。我们表明，这样的速度是无法达到的概念人造帆，并根据其观察到的参数，'Oumuamua将需要5亿年才能从其最近的可能起源系统到我们的太阳系。这些宇宙学时间尺度使它不太可能是外星文明发送的探测器。
2021-05-19 astro-ph.EP physics.app-ph physics.pop-ph
Solar Cruiser Disturbance Torque Estimation and Predictive Momentum Management
University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）
本文提出了一种结合扰动扭矩估计的模型预测控制（MPC）框架，用于NASA太阳帆任务的动量管理。研究重点在于利用主动质量转换器（AMT）和反射率控制装置（RCDs）作为动量管理执行器，通过卡尔曼滤波实时估计未建模的扰动扭矩，提升动量管理的可靠性和性能。
2026-06-04 math.OC physics.space-ph
Interplanetary Rapid Transit Missions from Earth to Mars using Directed Laser Energy Driven Light Sails
对探索火星和在火星上建立人类定居点的兴趣正在迅速增长。为了实现这一目标，将需要快速运输来运送关键货物。目前的火星任务需要150天，这对于紧急情况或紧急需求来说太长了。因此，我们建议使用一种可以允许20天过境时间的尖端技术：激光能量驱动的光帆。这种推进方法使用地面激光阵列来推动连接到光帆上的航天器达到高速，从而使任务比当前的任务快得多。通过利用MATLAB模型和激光推进工具，我们可以可视化并确定此类任务的最佳轨迹和出发窗口。我们讨论并表明，这些任务在2030-2032年之间的27个月时间框架内的特定发射窗口期间是可能的，但也有实际的挑战。在太阳会合期间，这种飞行任务受到太阳接近度的限制，但如果过渡时间要求放宽，则在所有轨道阶段都是可能的。能够产生13吉瓦的激光阵列是必要的，以使20天的任务与一个5公斤的航天器接近会合，但只有0.55吉瓦是需要接近反对。该航天器有一个双曲线轨道，在过境期间不受太阳系的约束。未来工作的挑战包括减速和进入，下降和着陆阶段。火星上的激光阵列可以解决其中的一些挑战。通过优化激光器阵列和帆的性能，可以增加航天器的质量能力。多个航天器可以同时推进，以较低的成本携带更多的有效载荷。这项工作的目的是作为概念证明，轻型有效载荷可以通过这种任务进行运输。未来可以开发能够进行20天飞行任务的技术，并将其应用于对天体和星际空间的高级飞行任务。
2023-01-05 physics.space-ph
Relativistic Light Sails
一种提议的航天器到达附近恒星的方法是利用太阳辐射压力或定向能量加速帆。这一想法构成了突破摄星项目背后的论文，该项目旨在将一个克质量的航天器加速到光速的五分之一，驶向Proxima Centauri。对于这种情况，帆的低质量和相对论速度的结合使以前的处理正式不正确，包括爱因斯坦本人在1905年的开创性论文中介绍的狭义相对论。为了解决这个问题，我们提出了帆的加速度公式，首先在响应单个光子，然后扩展到合奏。我们展示了帆的运动是如何响应于入射光子的合奏相当于一个能量等于合奏的单光子。我们使用这种“合奏等效原理”完美和不完美的镜子，使一个简单的分析预测帆的速度曲线。使用我们的研究结果，并采用假定的参数Starshot，我们估计，以前的相对论处理低估了航天器的终极速度约50米/秒的相同的入射能量，足以错过几个地球半径的目标。此外，我们使用一个简单的模型来预测在激光发射期间帆的温度和衍射光束损失，使我们能够估计，对于几分钟的发射时间和低于300 C（573 K）的工作温度，Starshot将需要一个吸收不到1/260，000光子的帆。
2017-11-22 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
A light sail astrobiology precursor mission to Enceladus and Europa
本文评估激光帆探测器飞掠土卫二与木卫二开展羽流原位生命探测的可行性，给出飞行时间、部署纬度和近最优交会速度。
2024-02-28 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Sailing Towards the Stars Close to the Speed of Light
作者描述了辐射推动帆的一般运动，这些帆在定向能推进下加速到接近光速。该模型的实际应用也给出了，包括星际飞越任务的半人马座阿尔法恒星系统所设想的突破Starshot计划。驱动光束和帆的运动方向之间的任何不对准在朝向相对论速度的加速过程中自然地被扫除，但导致大约80 A. U.对于朝向半人马座阿尔法星加速到0.2c的帆，初始偏差为1弧秒。然后，探测器感受到的巨大的固有加速度（2500克），巨大的能源成本（每个探头约13 kt），因为效率低（约3%），行程持续时间（22至33年），热力学平衡时的温度（约1500 K）和船载时间膨胀（约160天差），并讨论了它们随帆面反射率的变化。我们还提出了一个应用程序，在太阳系内使用双级光帆的单次旅行。一艘质量为24吨的宇宙飞船可以在大约7个月内从地球出发并在火星停留，峰值速度为30 km/s，但由于定向能系统的效率极低，因此代价是大约$5.3\times 10^4$ GWh的巨大能量成本，在这种低速情况下大约为$10^{-4}$。
2020-11-06 gr-qc physics.class-ph physics.pop-ph
Mirror matter in the solar system: New evidence for mirror matter from Eros
镜像物质是一种全新的物质形式，如果镜像对称性是自然界的基本对称性，那么它就被预言存在。镜像物质具有正确的广泛性质，可以解释宇宙中推断出的暗物质，也可能是粒子物理学、天体物理学、陨石学和行星科学中各种其他难题的原因。已知镜像物质可以通过光子-镜像光子动力学混合与普通物质发生非引力相互作用。这种可能的基本相互作用的强度取决于（理论上）自由参数$ε$。我们认为，在我们的太阳系中，特别是研究如何不同的可能值的$ε$的物理变化的镜像物质的各种建议的表现。我们发现太阳系中镜像物质的新证据来自小行星433 Eros上观察到的陨石坑率急剧下降（直径小于100米的陨石坑）。我们还重新审视了现有的各种观点，包括异常陨石事件的镜像物质解释，先驱者航天器的异常慢化等。
2002-11-12 astro-ph hep-ph physics.space-ph
Torqued Accelerator using Radiation from the Sun (TARS) for Interstellar Payloads
本文提出 TARS：利用反照率差异让双薄面结构在近太阳轨道储存旋转动能并释放，以约千克级系统在一年内将手机大小探测器加速至星际速度。
2025-07-26 physics.space-ph
Mirror mode storms observed by Solar Orbiter
镜像模是空间等离子体中普遍存在的一种模式，它是由压力各向异性引起的。与其他不稳定性一起，它们在限制等离子体中包含的自由能方面发挥着重要作用。本研究的重点是太阳轨道器观测到的太阳中心距离在0.5和1 AU之间的太阳风的镜像模式。通常，镜像模式具有从几秒到几十秒的时间尺度，并且被认为是准MHD结构。在太阳风中，它们也一般以孤立结构出现。然而，在某些条件下，测量到更高频率镜像模式的延长和突发序列，这在以前被标记为镜像模式风暴。目前，只有少数现有的研究集中在镜像模式风暴，这意味着许多悬而未决的问题仍然存在。在这项研究中，太阳轨道器已被用来调查镜像模式风暴的几个关键方面：他们对日心距离的依赖，与当地等离子体特性，时间/空间尺度，振幅，并与大规模的太阳风瞬变的连接。主要结果是镜模风暴经常接近局域离子尺度，不再被视为准MHD，从而打破了通常使用的长波长假设。它们通常在电流片附近和行星际激波的下游被观察到。这些事件是在太阳风速度缓慢时观测到的，而且有一种倾向，即在离太阳较近的地方发生的事件较多。发生率很低，因此它们在调节环境太阳风方面不起根本作用，但在瞬变过程中可能起更大的作用。
2022-10-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Solar Radiation Pressure and Deviations from Keplerian Orbits
牛顿引力论和广义相对论给出了一个物体在围绕静止中心质量的圆形轨道上的周期的完全相同的表达式。然而，当同时考虑时空曲率和太阳辐射压力的影响时，对于太阳帆推进的卫星，存在偏离开普勒第三定律的情况。它表明，太阳辐射压力影响这颗卫星的周期在两个方面：通过有效地减少太阳质量，从而增加的周期，并通过增强其他现象的影响，使其中一些检测。特别是，我们考虑偏离开普勒轨道，由于时空曲率，从太阳的旋转，扁率的太阳，一个可能的净电荷的太阳，和一个非常小的积极的宇宙学常数的帧拖动。
2009-04-15 gr-qc physics.space-ph
Mirror instability in the turbulent solar wind
采用二维混合膨胀箱模拟方法研究了慢膨胀等离子体中强湍流衰减与镜像不稳定性之间的关系。我们施加一个初始的环境磁场垂直于模拟箱，我们开始与大规模的，线性极化，随机相位Alfvenic波动之间的动能和磁场波动和消失的相关性之间的能量均分的频谱。湍流级联迅速发展，磁场起伏在大尺度下呈现出类似于Kolmogorov的幂律谱，在亚离子尺度下呈现出较陡的谱。强加的膨胀（采取严格的横向环境磁场）导致产生一个重要的垂直质子温度各向异性，最终驱动镜不稳定性。这种不稳定性产生大幅度的，非传播的，可压缩的，压力平衡的磁结构的形式的磁增强/驼峰，降低垂直温度各向异性。
2017-03-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Multi-Species Measurements of the Firehose and Mirror Instability Thresholds in the Solar Wind
水龙带和镜像不稳定性被认为出现在各种空间和天体物理等离子体中，限制了粒子种类之间的压力各向异性和漂移。血浆稳定性同时取决于所有物质，这意味着需要进行综合分析。在这里，我们提出了第一个这样的分析，在太阳风，使用长波长的稳定性参数相结合的各向异性和漂移的所有主要物种（核心和束质子，阿尔法，和电子）。在阈值处，发现水龙带参数由质子（67%）主导，但也有来自电子（18%）和阿尔法（15%）的显著贡献。漂移也被发现是重要的，在质子束的存在下贡献57%。镜子也有类似的情况，质子、电子和阿尔法粒子的贡献分别为61%、28%和11%。然而，发现平行电场贡献很小，为9%。总的来说，长波长阈值很好地限制了数据（<1%不稳定），并讨论了这一点的影响。
2016-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Parker Solar Probe Observations of Compound Reconnection Exhaust Boundaries and Mirror-Mode Structures in the Near-Sun Heliospheric Current Sheet
Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；Department of Physics and Astronomy, Dartmouth College（达特茅斯学院物理与天文学系）；Department of Climate and Space Sciences and Engineering, University of Michigan（密歇根大学气候与空间科学与工程系）；Earth, Planetary and Space Sciences, and Institute of Geophysics and Space Physics, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学及地球物理与空间物理研究所）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
帕克太阳探测器观测到日球电流片中复合重联喷嘴边界和镜模结构，揭示了重联喷嘴边界的结构及其在近日等离子体中的能量转换作用。
2026-04-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Development of Fast and Precise Scan Mirror Mechanism for an Airborne Solar Telescope
我们开发了一种扫描镜机制（SMM），使基于狭缝的光谱仪或分光偏振仪能够精确快速地映射天文物体。SMM被设计成安装在入口狭缝之前的光路中，使折叠式反射镜倾斜，然后在狭缝平面上横向移动反射图像，从而馈送不同的一维图像以被光谱设备色散。通常，SMM需要快速且广泛地扫描，同时精确地将狭缝位置放置在视场（FOV）上。近期的观测，如光球层和色球层的磁流体动力学研究，对这些性能的需求很大。我们的SMM通过安装电磁执行器和基于间隙的电容传感器实现闭环控制系统。我们的光学测试测量证实SMM满足以下性能标准：i）在宽扫描范围（${\pm}$ 1005弧秒）上的最高扫描步进均匀性（0.08%的线性度），ii）高稳定性（3 $σ$ = 0.1弧秒），其中角度以机械角度表示，以及iii）快速步进速度（26 ms）。SMM的出色能力不久将在实际使用中得到证明，在第三次发射“日出三号”的球载太阳观测站上安装近红外分光偏振仪的机械装置。
2022-07-28 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Large Scale Linear Magnetic Holes with Magnetic Mirror Properties in Hybrid Simulations of Solar Wind Turbulence
本文通过二维混合模拟研究太阳风湍流中线性磁洞的自洽形成与稳定性，揭示热离子捕获和垂直温度各向异性的关键作用，并提出基于磁场和离子温度的离子捕获效率新诊断方法。
2024-05-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Conditions for proton temperature anisotropy to drive instabilities in the solar wind
利用高分辨率的太阳轨道器数据，我们研究了质子温度各向异性驱动的镜像模式和倾斜消防水龙带不稳定性发生在太阳风的等离子体条件。我们发现，不稳定的等离子体表现出依赖于磁场的方向和体积太阳风的速度，不能单独用双绝热膨胀的太阳风之间的角度。角度依赖性表明，垂直加热Alfvénic风可能是负责。我们量化的两个不稳定性的发生率作为不稳定的间隔的长度的函数，因为它们是对流的航天器。这种分析表明，镜像模式和倾斜的消防水龙带不稳定性需要一个空间间隔的长度大于2至3个不稳定的波长，以放松等离子体到一个边缘稳定的状态，从而更接近热力学平衡的太阳风。我们的分析表明，这些不稳定性有效地发挥作用的条件在比太阳风湍流的相关长度短得多的尺度上局部变化。
2022-10-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
