Χρήση του ηλιακού φωτός για την ενεργοποίηση της εξερεύνησης στο βαθύ διάστημα. Η NASA αναπτύσσει νέες αναπτύξιμες δομές και τεχνολογίες υλικών για συστήματα πρόωσης ηλιακών πανιών που προορίζονται για μελλοντικές χαμηλού κόστους αποστολές στο βάθος. Ακριβώς όπως ένα ιστιοφόρο τροφοδοτείται από τον άνεμο σε ένα πανί, τα ηλιακά πανιά χρησιμοποιούν την πίεση του ηλιακού φωτός για πρόωση, εξαλείφοντας την ανάγκη για συμβατικό προωθητικό πυραύλων.

Η επίδειξη τεχνολογίας Advanced Composite Solar Sail System της NASA, ή ACS3, χρησιμοποιεί σύνθετα υλικά –ή συνδυασμό υλικών με διαφορετικές ιδιότητες– στα νέα, ελαφριά μπουμ που αναπτύσσονται από ένα  CubeSat . Τα δεδομένα που λαμβάνονται από το ACS3 θα καθοδηγήσουν το σχεδιασμό μελλοντικών σύνθετων ηλιακών συστημάτων πανιών μεγαλύτερης κλίμακας που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για διαστημικούς δορυφόρους έγκαιρης προειδοποίησης καιρού, αποστολές αναγνώρισης αστεροειδών κοντά στη Γη ή ηλεκτρονόμους επικοινωνίας για αποστολές εξερεύνησης με πλήρωμα.

Ο πρωταρχικός στόχος της επίδειξης τεχνολογίας ACS3 είναι η επιτυχής ανάπτυξη του σύνθετου ηλιακού πανιού σε χαμηλή τροχιά της Γης. Αφού φτάσει στο διάστημα, το διαστημικό σκάφος ACS3 θα αναπτύξει τις συστοιχίες ηλιακής ενέργειας και στη συνέχεια θα αρχίσει να ξεδιπλώνει το ηλιακό του πανί μέσω τεσσάρων βραχιόνων που εκτείνονται στις διαγώνιες του τετραγώνου και ξετυλίγονται για να φτάσουν τα 23 πόδια (περίπου 7 μέτρα) σε μήκος. Μετά από περίπου 25 λεπτά, το ηλιακό πανί έχει αναπτυχθεί πλήρως και το τετράγωνο ηλιακό πανί έχει μήκος περίπου 30 πόδια (περίπου 9 μέτρα) ανά πλευρά ή περίπου το μέγεθος ενός μικρού διαμερίσματος. Μια σουίτα ενσωματωμένων ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών θα λάβει εικόνες του πανιού κατά τη διάρκεια και μετά την ανάπτυξη, προκειμένου να αξιολογηθεί το σχήμα και η ευθυγράμμισή του.

Τα πανιά του ACS3 στηρίζονται και συνδέονται με το διαστημικό σκάφος με βραχίονες, οι οποίοι λειτουργούν σαν το βραχίονα ενός ιστιοφόρου που συνδέεται με τον ιστό του και κρατά το πανί τεντωμένο. Οι σύνθετοι βραχίονες είναι κατασκευασμένοι από πολυμερές υλικό που είναι εύκαμπτο και ενισχυμένο με ανθρακονήματα. Αυτό το σύνθετο υλικό μπορεί να τυλιχτεί για συμπαγή αποθήκευση, αλλά παραμένει ισχυρό και ελαφρύ όταν ξετυλίγεται.

Είναι επίσης πολύ άκαμπτο και ανθεκτικό σε κάμψη και παραμόρφωση λόγω αλλαγών στη θερμοκρασία. Τα ηλιακά πανιά μπορούν να λειτουργούν επ’ αόριστον, περιορίζονται μόνο από την ανθεκτικότητα των υλικών ηλιακών πανιών και των ηλεκτρονικών συστημάτων του διαστημικού σκάφους στο διαστημικό περιβάλλον. Η επίδειξη τεχνολογίας ACS3 θα δοκιμάσει επίσης ένα καινοτόμο σύστημα εξαγωγής μπούμας ταινίας με καρούλι σχεδιασμένο να ελαχιστοποιεί το μπλοκάρισμα των κουλουριασμένων μπούμων κατά την ανάπτυξη.

Το ενδιαφέρον για την ηλιακή ιστιοπλοΐα ως εναλλακτική λύση στα χημικά και ηλεκτρικά συστήματα πρόωσης συνεχίζει να αυξάνεται. Η χρήση του ηλιακού φωτός για την προώθηση μικρών διαστημικών σκαφών αντί για αναλώσιμα προωθητικά θα είναι επωφελής για πολλά προφίλ αποστολών και προσφέρει ευελιξία στον σχεδιασμό διαστημικών σκαφών για να βοηθήσει τη NASA να επιτύχει τους στόχους των αποστολών της πιο αποτελεσματικά.