Солнечный парус является устройством, которое применяет давление специального лазера или солнечного света на зеркальную поверхность с целью приведения в движение летательного аппарата. Важно отличать такие понятия, как «солнечный ветер», (представляющий собой поток ионов и элементарных частиц), и «солнечный свет» (фотоны, используемые солнечным парусом). Хотя интенсивные исследования и разработки позволяют создавать солнечные паруса использующие в качестве источника энергии солнечный ветер. Такой вид солнечного паруса был изобретен доктором Финнского метеорологического института, Пеккой Януненом.
Солнечный парус был разработан русским ученым Цандером Фридрихом Артуровичем. Именно он выдвинул идеи относительно конструкции и принципах использования этого уникального устройства в качестве двигателя для космических аппаратов. По замыслу ученого площадь солнечного паруса должна составлять приблизительно один квадратный километр, толщина используемого экрана - 0,01 миллиметра, вес – триста килограммов. Кроме того, конструкция предусматривала центральную ось и элементы каркаса, отвечающие за поддерживание формы полотнища-экрана. Считается, что на солнечный парус целесообразно направлять поток света, который собирается при помощи другого паруса, находящегося на определенной межпланетной промежуточной станции. Стоит отметить тот факт, что такая идея Фридриха Цандера перекликается с разнообразными предложениями относительно применения лазерного ветра для разгона космических аппаратов. Это связано с тем, что лазер на поверхность способен обеспечивать гораздо большее давление, чем обыкновенное солнечное излучение.
Принцип функционирования солнечного паруса является максимально простым. Космический корабль поворачивает полотно, отличающееся значительной площадью (несколько сотен квадратных метров или километров), другими словами, парус, поглощающий или отражающий фотоны света. На земной орбите парус ощущает воздействие света. Важно, что давление является обратно пропорциональным квадрату расстояния к Солнцу. Даже, несмотря на большую массу, парус можно применять. Проблемные ситуации могут возникнуть лишь в случае его поворота. В этом случае может потребоваться эксплуатация дополнительных механических устройств.
Основным недостатков солнечного паруса считается то, что он способен перемещать корабли только в сторону от Солнца, а не наоборот. На сегодняшний день существует распространенное мнение о том, что полет по направлению к Солнцу является возможным при соблюдении единственного условия - идти необходимо галсами (аналогично зигзагообразным движениям против ветра морских парусников). Меняя угол, под которым располагается солнечный парус относительно света, падающего на него, можно с легкостью руководить космическим аппаратом, непрерывно менять траекторию его движения - удовольствие, которое считается недоступным для ракетных двигателей. Главным и наиболее значимым преимуществом «парусного» метода перемещения в космосе является абсолютно отсутствие топливных расходов.
Спутник НАСА НаноПарус-Д является первым в мире аппаратом на солнечном парусе, летающий на низкой околоземной орбите. На спутнике развернут очень тонкий парус площадью 10 квадратных метров. Аппарат стартовал 19 ноября 2010 года на ракета Minotaur IV с космодрома на острове Кадьяк, но из-за сбоя парус раскрылся только 21 января 2011 года.
Другой спутник был запущен для испытания солнечного паруса. Вывод был произведён попутно с беспилотного космического аппарата «Акацуки», предназначенным для изучении Венеры, на ракете H-IIA. Раскрытие солнечного паруса началось 3 июня 2010 года, а 10 июня успешно завершилось. По кадрам, переданным с борта IKAROS, можно сделать вывод, что все 200 квадратных метров ультратонкого полотна расправились успешно, а тонкоплёночные солнечные батареи начали вырабатывать энергию.
