经过漫长的延误和数百亿美元的支出后，NASA 自由女神像大小的太空发射系统 (SLS) 巨型火箭终于接近首次发射。发射最早将于 8 月 29 日进行，将使用 SLS 的 880 万磅推力（3910 万牛顿）将无人“猎户座”飞船和配套的服务舱送入月球轨道。这次任务被称为“阿耳忒弥斯1号”，将是 NASA“阿耳忒弥斯”计划迄今为止最重要的里程碑——该计划旨在半个多世纪以来首次将人类送上月球表面。
如果成功，这次任务也可能带来另一个鲜为人知的里程碑——但这次是近地小行星 (NEA) 而不是月球的探索。当“阿耳忒弥斯1号”接近月球时，NASA 的 NEA Scout 探测器，一个比鞋盒还小的“免费搭车”次要有效载荷，将从连接“猎户座”飞船和 SLS 火箭第二级的适配器环上的分配器中释放出来。一旦自由飞行，NEA Scout 将准备追逐并拍摄 2020 GE，这是一颗大小如校车般的近地小行星，也是有史以来最小的、由航天器近距离研究的小行星。
但在另一个更深刻的方面，NEA Scout 的开创性航行也将代表深空推进技术的一个重要里程碑，因为这项科学任务将演示太阳帆的使用，这是航天器在不使用火箭推进剂的情况下产生推力的少数几种方法之一。
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当然，太阳帆已经被制造出来，并在行星际空间和近地轨道上的概念验证任务中成功发射。日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 率先通过其先驱性的太阳帆飞船 IKAROS 演示了受控太阳帆航行，该飞船飞掠过金星。NASA 的 NanoSail-D 航天器也携带太阳帆进入轨道，行星协会的 LightSail 1 和 2 航天器也是如此，后者仍在绕地球运行。
在与“阿耳忒弥斯1号”分离后，14 公斤重的 NEA Scout 将首先点燃其冷气推进器——六个小型加压气体推进剂罐——以稳定和确保安全的轨道，使其远离月球并朝向 2020 GE。然后，航天器将展开一个薄薄的铝涂层塑料太阳帆。这个帆大约有一个网球场大小，它将捕捉光而不是风，通过从太阳辐射中虹吸动量来加速进入深空巡航。
“NEA 是主小行星带碰撞产生的碎片和喷射物，”NASA 喷气推进实验室 (JPL) 的 NEA Scout 首席科学研究员朱莉·卡斯蒂略-罗格兹在加利福尼亚州帕萨迪纳市说。“而 2020 GE 代表了一类我们知之甚少的小行星”，因为之前从未探测过小于 330 英尺（100 米）的小行星。
在飞掠过程中，NEA Scout 将使用其高分辨率相机近距离观察 2020 GE，精确测量小行星的大小、形状、自转和表面特性，同时评估任何周围的尘埃和碎片。由于小型航天器的相机分辨率小于每像素 10 厘米，科学团队应该能够确定 2020 GE 的成分——也就是说，它是一个坚固的岩石物体，还是像其一些较大的小行星表亲一样，是由较小的卵石和尘埃组成的松散聚集体。小行星贝努比 2020 GE 大近 30 倍，其表面看起来坚固多岩石，但当 OSIRIS-REx 航天器意外地 沉入其中 采集样本时，证明它是多孔的。
NEA Scout 最初于 2013 年构思，作为一项侦察任务，旨在调查目标，以支持后来被放弃的将宇航员送往 NEA 的计划。NASA 马歇尔太空飞行中心在阿拉巴马州亨茨维尔的任务首席技术研究员莱斯·约翰逊说，这就是为什么它被称为“Scout”（侦察兵）。自那以后，该计划演变成 JPL 空间科学家和马歇尔太空飞行工程师之间出乎意料且富有成果的科学技术合作，此前两个团队独立提出了惊人相似的任务和飞行器设计，以响应 NASA 的一项请求。
卡斯蒂略-罗格兹说，这项任务应该为我们深入了解这类 NEA 对地球构成的风险提供重要见解。“虽然从‘行星防御’的角度来看，大型小行星最令人担忧，”她说，“但像 2020 GE 这样的天体更为常见，尽管它们体积较小，但也可能对我们的星球构成危害。”例如，车里雅宾斯克陨石——一颗大小相似的 NEA，以 2013 年 2 月 15 日在其上空爆炸的俄罗斯城市命名——产生了强大的冲击波，震碎了该地区的窗户，并造成 1600 多人受伤。
NEA Scout 的另一项任务——演示太阳帆推进在深空运行中的应用——源于一个简单的问题，约翰逊回忆说：小型航天器能否以低成本从深空产生有用的科学成果？“这是一个巨大的挑战，”他说。“对于小行星特征探测任务，小型航天器上根本没有足够的空间容纳大型推进系统及其所需的燃料。”
NEA Scout 任务中最令人担忧的部分可能是其薄如蝉翼的太阳帆的展开，它必须在深空中基本完美地展开。约翰逊说，为了做到这一点，航天器将展开四个折叠的金属杆，紧密折叠的太阳帆就附着在这些金属杆上。细长的扁平支撑物将缠绕在一个卷轴上，卷轴将像卷尺伸出金属尺一样放出金属杆。但是，卷尺的尺子是弯曲的，有时在伸出时会变得松软，而金属杆在伸出时会弹成刚性的 V 形横截面。
约翰逊说，当太阳帆展开时，它将从紧凑的包装中展开，总面积达到 86 平方米。他说，帆本身由 CP-1 制成，这是一种坚韧、柔韧的铝涂层聚合物薄膜，“就像保鲜膜一样，只不过它比人类的头发还要薄得多，只有几微米厚。”
轻巧的镜面帆将通过反射 90% 的入射太阳光子（从太阳辐射出的量子光粒子）来产生推力。约翰逊说，这些可见波长的光子很像弹丸枪中的弹丸，“撞击帆并反射，每次都会将其部分动量传递给帆。”
然而，太阳辐射压力极其微弱，这就是为什么实用的太阳帆必须如此之大的原因。即使当阳光驱动的帆被放大时，在大多数情况下，它仍然会以超慢动作加速。约翰逊说，坏消息是，在地球上，“在阳光充足的晴天中午，照射在两个足球场面积上的太阳辐射压力相当于你手掌上放着 25 美分硬币和 5 美分硬币所感受到的力。”好消息是什么？“牛顿定律起作用！”他笑着说。摆脱地球引力场和大气阻力的束缚——这两种力原本会抵抗太阳帆对光子持续雨点的相等且相反的反应——动量逐渐累积，最终使帆船能够在几乎不使用任何推进剂的情况下达到惊人的高速。
NEA Scout 将从其冷气推进器中释放少量推进剂来控制自身在太空中的姿态，但帆本身将完成大部分工作。航天器将通过倾斜和调整其帆的角度来改变入射阳光的入射角，从而改变推力大小和行进方向，这类似于帆船通过调整帆的角度来利用地球上的风力航行。太阳帆将保持任何给定的方向数天，从而使每次机动产生的动量得以累积。
到 2023 年 9 月，部分得益于飞掠月球的引力辅助，NEA Scout 将积聚足够的飞行速度来追上 2020 GE。任务导航员将引导航天器接近小行星 1 公里以内。“NEA Scout 可能会完成有史以来最慢的小行星飞掠——相对速度为每秒 70 英尺（20 米），”卡斯蒂略-罗格兹说。“这将给我们大约三个小时的时间来收集宝贵的科学数据并近距离观察它。”
卡斯蒂略-罗格兹指出，之后，如果强烈的太空辐射没有烧毁其最小程度屏蔽的电子设备，NEA Scout 可能会开展扩展任务。在这样的任务中，它可以返回进行更多次 2020 GE 的飞掠，或者访问其他 NEA，甚至前往地球拉格朗日点 5 (L5) 的潜在特洛伊小行星——这是一个位于地球轨道后方的“引力谷”。
NEA Scout 是 CubeSat（一种微型化、相对低成本的卫星）日益强大的例证，大约二十年来，CubeSat 一直在标准化平台上使用简单的航空电子设备和电力系统制造。至关重要的是，它们的小尺寸和重量使它们能够作为次要有效载荷廉价地发射到轨道。超过 1500 颗 CubeSat 以这种方式进入了轨道。但正如 NEA Scout 现在所展示的那样，CubeSat 正在从停留在地球轨道上的简单卫星发展成为能够在月球空间及更远的地方有效运行的远程航天器。
例如，NASA 的月球手电筒 (Lunar Flashlight) 是另一个 CubeSat 空间探测器，它将搭乘后续发射升空前往月球，旨在寻找那里的水冰沉积物。该航天器将使用其近红外激光束将光线照射到月球南极的阴影区域，以照亮并揭示潜伏的水冰。如果在足够丰富的储量中发现水冰，这些沉积物可以用于制造火箭燃料等。
NEA Scout 本身将为 NASA 的另外两个太阳帆飞船奠定基础，它们的任务将有助于指导后续航天器的设计。例如，这些未来的帆船可以提供太阳耀斑的早期预警，充当地球两极上空的准地球静止通信链路，或执行更远距离和更雄心勃勃的行星际任务。
先进复合材料太阳帆系统 (ACS3) 计划在未来几个月内从新西兰发射场搭乘火箭实验室助推器升空，它将演示轻巧但坚固的聚合物复合材料杆，这些金属杆将从近地轨道的 CubeSat 上展开太阳帆，NASA 兰利研究中心在弗吉尼亚州汉普顿的 ACS3 计划首席研究员 W·基茨·威尔基说。ACS3 的帆比 NEA Scout 的帆略小，但其金属杆也明显更轻，这应该使其能够更有效地加速。
威尔基观察到：“我们目前的复合材料杆技术最适合面积达 500 平方米的太阳帆，这涵盖了新兴的共享发射规模、CubeSat 级别的深空有效载荷。”“CubeSat 虽然体积小，但不是玩具，”他说。“我们不需要《太空堡垒卡拉狄加》就能在那里进行伟大的科学研究。”
在 2025 年，更大规模的任务 NASA 太阳巡洋舰 (Solar Cruiser) 应该会扬帆起航。这艘大帆面积超过六个网球场（近 1700 平方米），将捕捉阳光以推动 100 公斤重的航天器飞向我们的太阳，为未来的太阳帆航天器充当太空天气哨兵开辟道路。
随着时间的推移，利用阳光航行应该能够使航天器在内太阳系内无限期地推进，到达并保持其他方式无法到达的新型极地和非平面轨道，并进行轨道平面变更，以便比火箭推进的航天器更有效地观察甚至停留在太阳和行星的两极。
然而，在较近的将来，下一代 CubeSat 航天器，如月球手电筒和 NEA Scout，正在为更广泛地使用基于更便宜、标准化的平台和技术的微型、功能强大且价格实惠的“SailCube”指明方向。在不久的将来，一支由自主勘测-探测器组成的舰队可以搭便车进入轨道，然后扬帆起航，去调查小行星和其他具有科学意义——以及日益增长的商业意义——的目标。