一张像足球场那么大由反射材料制成的非常薄的薄片，用精良的金属线拉紧，然后在地球轨道上张开，这就是一艘阳光飞船（Solar sail）。阳光飞船只是由太阳光的压力来驱动，它的科学有效载荷与一辆八轮卡车相同，可以作行星旅行，也可以为载人去火星探险运送给养。在实现这些目标之前、这种独一无二的航天推进动力装置即将在1992年作飞向月球和火星的不载人飞行比赛，这是它的首次登场。
控制阳光飞船的风流是来自太阳的光。阳光飞船反射阳光，这时将一定的动量传递给飞船。这一动量可以使飞船减速，也可以使飞船加速，这取决于飞船相对于太阳的取向。用改变飞船的方向角来驾驶飞船。
阳光到达地球时压力大大减小，只有一枚羽毛放在手心上的重力的千分之一。所以任何在地球轨道上的阳光飞船出发时总是很缓慢的。美国行星协会报导说，一张1/3平方哩的飞船在加速一小时之后的速度不超过每小时10哩。但是太空真空中的飞船不受阻力，压力虽小但足以产生稳定的加速度，13天之后，飞船速度可达每秒1哩。
17世纪初，德国天文学家开普勒就推断是阳光的压力把彗尾推离太阳。直到本世纪初，俄国物理学家P · 刘别德乌（Petes Lebedew）才成功地测量了阳光的压力效应。他用强光照射到装在一台精密天平一端的一个金属盘上，然后测量金属盘的位移。他把这个器件放在真空室里以避免空气对读数的干扰。
利用阳光辐射去驱动宇宙飞船的思想应追溯到本世纪20年代的K · 兹奥柯夫斯基（K. Tsiolkovsky）——航天之父。兹奥柯夫斯基在笔记中写道：“很薄的薄片做成的大镜子”，“利用阳光压力去获得宇宙速度”。但是，这些话只有几个幻想小说作者对它感兴趣，他们的热情预言没有受到科学界的注意。直到1958年，美国国防部顾问R · 格文发表以此为内容的专题文章，他认识到阳光航行（solar sailing）是无可匹敌的雅事。
阳光飞船不带推进器，这点使它特别适用于高载荷、远航程。60年代中期，太空科学家对阳光飞船的兴趣与日俱增。开初的技术研究还明这一观念的可行性，但因经费短缺，使研究工作搁浅。几年之后，由于哈雷彗星要在1986年春天经过太阳，所确定的哈雷任务的前景使阳光航行研究重现生机。事情的经过是：为了激发公众关注和显示科学价值，美国宇航局计划创制一种宇宙飞船，它的速率与彗星匹配，使它能与彗星交会，而不是擦边飞过去就算了。这样一个任务要求有一种新型的先进的推进动力系统。
宇航局起先以为应该采用离子推进动力P它的原理是由电场加速带电粒子形成高速喷气使宇宙飞船稳定加速以达高速。但事与愿违，计算结果说明要到达交会所需的速度，它就必须在哈雷彗星预期进入太阳系之前十年发射，这样所费时间太长，交会无望。
但是俄亥俄州Battelle学院的J · 胡赖特发现在阳光飞船的轨道上它只要4年时间就可以同哈雷彗星飞行相遇。如此短的时间使宇航局在派塞台那的喷气推进实验室的科学家们感到震惊。实验室领导人满雷采用阳光飞船作为他未来的“鹦鹉计划”的组成部分。自此开始了离子驱动和阳光驱动的竞争。
开初设计的飞船有800平方米，飞船边缘有小小的舵作为宇航局工程师们太空驾驶之用。飞船打算用轻塑料做成，外敷可反射的铝。不过进一步的测试发现问题：640，000平方公尺的精致的阳光飞船怎样才能装到飞船的载荷仓里去呢？而且，一旦包装好了，又如何将它完好无损地取出来使它在太空中张开呢？
解决的办法是把飞船分成12片再铺在叶片上。最后设计的飞船叫heliogyro，看起来像直升机，每一叶片宽10公尺，长7公里。这样，一个难以包装和张开的庞然大物变成12个可解决的问题。
heliogyro不能用小舵来操纵，因为这种宇宙飞船更适合应用水平螺旋桨原理。工程师可用调整叶片的办法来操纵宇宙飞船。
虽然阳光飞船对交会哈雷彗星有利，宇航局还是放弃了它而集中力量去搞离子电推进动力系统。但是没有多久，离子驱动计划也被取消了。这时，哈雷彗星任务说明了阳光航行是有生命力的推进动力方法。
目标是找到在太阳系中运送科学仪器的方法。理论上，与哈雷彗星交会的现代技术能够以不到4年的时间把42吨重的货物运送到水星。不像常规宇宙飞船那样需要带大量的推进燃料，阳光飞船就可以把科学仪器送回地球。每次完成任务之后返回，在地球轨道上进行整修。
阳光飞船还能以较常规宇宙飞船小得多的扰动而达到异地轨道（exotic orbit）。例如，它可以带着科学仪器到黄道平面之外（黄道平面是行星围绕太阳运动的平面）。至今还没有设计出具有足够动力的火箭或化学推动力把宇宙飞船直接送到黄道之外。
设计人员需要权衡飞船的大小和质量，调整好它的取向，使辐射压力能把宇宙飞船升到黄道之外。尤利西斯（欧洲空间组织和美国宇航局联合送上太空用来观察天极的人造卫星）是常规宇宙飞船必须克服逃离黄道所遇困难的例证。尤利西斯现在正向木星航行，木星巨大的引力场会把宇宙飞船抛进一个围绕太阳而在黄道平面之外的轨道。
许多的异地用途要求用很轻材料做成的高性能飞船。用于同哈雷彗星交会的飞船材料则是较厚的塑料，表面用能反射的铝涂覆。不过，要是阳光飞船能在失重条件下建造，即最后在自由空间站起航，那就不需要用塑料去做铝的支撑物了，一种几乎是纯粹的金属薄膜张开成为飞船。
最终的飞船将是穿有小孔的铝膜，这些孔比光波还小，阳光辐射仍然会从它的表面反射借以提供动力使飞船加速。
一翼升天
尽管1977年放弃了哈雷彗星计划，但对阳光航行的巨大热情却留传下来。1979年，几个喷气推进实验室的工程师（他们曾为哈雷彗星计划工作）形成宇宙空间基础组织从事私人飞船研究，他们利用业余时间设计了一艘30平方公尺的小小的飞船，已经制造了大小是他们飞船的1/3的模型来试验展开后的机械作用。
为了纪念1992年这个国际太空年，一群来自法国的科学家于1981年组织了一个俱乐部来促进阳光飞船事业，并且发起进行一次从地球到月球的阳光飞船比赛。国际宇航联合会已同意为这次比赛拟定规则和导航路线。
这个比赛吸引了日本科学家，他们在1985年组成日本阳光飞船联合会，设计了一个70平方公尺的飞船，赢得了公众的支持；支持的条件是下个世纪制作一部载人到月球的阳光飞船比赛的影片。法国和日本已经同他们的工业界伙伴合作进行设计。上述三个团体都希望准备就绪后在1992年同时发射。
1992年，我们还会看到一场到火星去的阳光飞船比赛，用来纪念哥伦布航行新大陆五百周年。每个参加者必须带1公斤重的纪念章，第一批经过火星1万公尺之内的参加者为获胜者。
比赛的组织者K · 海斯希望欧洲有一个参加者，因为欧洲是哥伦布航海的出发地；美洲有一个，那是哥伦布航行的终点；亚洲有一个，那是他打算要去的地方。
霍布金斯大学设计了一只飞船，有480个部件，形状像向日葵。有些部件是活动的，用作驾驶。这个宇宙飞船将用来研究小行星，因为它可以将阳光反射到小行星的黑暗面上去，把它照亮。
麻省理工学院参加的是一架heliogyro，直径170公尺，八个叶片，质量只有20公斤。海斯把它取名为“牛虻机群”。因为它的质量小，麻省理工学院希望能用一枚Pegasus火箭来发射它（到地球轨道）。这比用较大的升空火箭便宜。
英国的剑桥顾问们（一个小型的高技术顾问）已经为一个打算参加比赛的设计申请了专利。经比赛组织者鉴定认为剑桥设计是技术上最先进的。它是一个圆形飞船，直径276公尺，它的发射包装像一架六角手风琴，是体积4立方公尺的圆桶。据设计者G · 奥斯瓦特和S · 坦玻尔计算，它到达火星的时间不到一年，所以它将领先于它的竞争对手。
阳光飞船的未来前景是光明的，90年代将是20年代的幻想结出果实的10年。
[New Scientist，1991年1月5日]