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正如帆船利用风压在水中航行一样，太阳帆利用太阳辐射的光压在太空中移动。太阳帆航行曾经是亚瑟·C·克拉克等科幻作家的专属领域，现在正逐渐进入现实。一项耗资450万美元的私人资助任务，用于测试名为光帆的太阳帆技术，现在已经确定了2016年4月的发射日期，并将搭载SpaceX的猎鹰重型火箭进入太空。一旦进入轨道，光帆1号将利用太阳光而不是火箭燃料进行机动。“太阳帆航行多年来一直以缓慢的速度发展，”光帆项目经理道格·斯特森说道，他是组织和资助该任务的非营利组织行星学会的成员。“它能够坚持这么多年是因为它具有在整个太阳系中基本上实现自由推进的潜力。”
光帆1号是一个小型航天器，由三个10厘米宽的立方体卫星组成。在被运送到中地球轨道（高于地球2000公里以上，足以逃脱大部分大气阻力）后，光帆1号将展开四个超薄的聚酯薄膜帆，展开面积达32平方米（可能足够让地面上的肉眼观察者看到）。这些帆将被太阳光轰击，每个撞击帆的光粒子，或光子，都会产生微小的动量。加在一起，这些微小的动量应该足以在不需要重型且昂贵的化学推进剂的情况下移动航天器。如果光帆部署后轨道速度增加，工程师就会知道它工作了。
理论上，太阳帆的推力应该足够将航天器从地球轨道推进到太阳系。“缺点是它需要很长时间[才能移动]，就像航行到巴哈马群岛比开快艇要花费更长的时间一样，”斯特森说。尽管如此，在没有摩擦力阻止它的地球大气层之外的太空中，一旦太阳帆开始移动，只要有阳光照射，它就会继续加速。这使得太阳帆成为探索整个太阳系及更远区域的理想选择。许多专家表示，它们是最有可能推动首次星际任务到达另一颗恒星的候选者，并由激光提供额外推力，激光可能位于太阳周围的轨道上，除了阳光之外，还瞄准帆。然而，一个缺点是太阳帆没有刹车，也没有任何改变轨道或减速的方法一旦它们加速。一种可能的解决方案是利用行星或恒星的引力来减速航天器或使其沿着期望的路径抛射。
这些考虑超出了光帆1号的范围，它只是旨在证明基本技术是可靠的，特别是对于操纵轻型、低成本的航天器（如立方体卫星）而言，尽管它们体积小，但仍可以携带足够的仪器进行基本科学、导航和通信。“我们真的希望使用立方体卫星和太阳帆的这个概念能够真正腾飞，”斯特森说。“可能会出现一个全新的太阳系探索任务领域，这些任务可能非常便宜。”
光帆1号将搭乘私人资助的飞行器——商业航天公司SpaceX正在开发的猎鹰重型火箭。该公司的较小型猎鹰9号火箭已经建立了可靠的飞行记录，但足够飞出低地球轨道（或LEO，高度为160至2000公里）的重型版本尚未飞行。太阳帆需要如此强大的初始推力，因为LEO中的大气阻力太强，它们无法运行。
光帆1号不是有史以来第一个太阳帆任务。行星学会本身曾在2005年尝试发射名为宇宙1号的太阳帆，但火箭故障导致任务失败。2010年，日本成功飞行了由太阳辐射加速的行星际风筝飞行器(IKAROS)，该飞行器与前往金星的航天器一起发射，并使用太阳帆作为其主要推进手段。同年晚些时候，NASA发射了纳米帆-D任务，该任务在LEO中部署了一个小型帆。尽管其高度较低，但该任务成功部署了帆，尽管它没有使用它来飞行。NASA还在计划一个更大的太阳帆任务，名为“太阳帆船”，原计划于2015年发射。然而，在最近的技术审查后，该机构无限期推迟了该任务。尽管如此，光帆1号仍然值得关注，因为如果成功，它将是第一个展示立方体卫星受控太阳帆飞行的任务。
NASA还有两个正在进行中的太阳帆任务，都使用了立方体卫星。“月球手电筒”将搜索月球陨石坑中的冰沉积物，“近地小行星侦察兵”将访问一颗当地太空岩石，看看它是否有可能成为未来人类任务的良好目的地。两者都计划于2017年在NASA的下一个重型运载火箭“太空发射系统”的首次发射中飞行。如果它们发射，它们将是第一批主要目的是科学而非仅仅是技术演示的太阳帆任务。“没有人建造过太阳帆来执行像这两项任务这样复杂的任务，”NASA喷气推进实验室先进概念助理部门经理罗伯特·斯特埃勒说。他说，这两项任务部分是为了成熟太阳帆技术，但NASA主要“依靠太阳帆将科学有效载荷送到特定的轨道”。
如果光帆1号取得成功，它可能会为这些任务铺平道路。“在我目前看到的技术中，我认为光帆的质量和体积效率最高，”斯特埃勒说。“光帆正在做的是将一切都放在一个较小的包装中，使其成本更低，而且我认为在某些方面，这将降低NASA对月球手电筒和侦察兵任务的风险。”