Идея полётов в космосе с использованием солнечного паруса появилась в России (в 1920 г.) – она принадлежит одному из пионеров ракетостроения Фридриху Цандеру. Первая попытка начать космическую регату была предпринята в 1989 г., когда юбилейной комиссией Конгресса США в честь пятисотлетия открытия Америки был объявлен конкурс. Его идея заключалась в выведении на орбиту нескольких солнечных парусных кораблей, разработанных в разных странах, и проведении гонки под парусами к Марсу. Весь путь планировалось пройти за 500 дней. Свои заявки на участие в конкурсе подали США, Канада, Великобритания, Италия, Китай, Япония и Советский Союз. Старт должен был состояться в 1992 году. Но регата была отменена из-за распада Советского Союза и финансовых трудностей у юбилейной комиссии.
1993 г. – первый опыт создания солнечного паруса в российском эксперименте «Знамя-2». Отраженное рефлектором световое пятно размером около 5 километров скользило по Земле со скоростью около 8 км/сек от районов южной Франции через Чехословакию, Германию, Польшу. На втором витке гигантский солнечный зайчик также наблюдался над Канадой. Большая 20-метровая тонкоплёночная конструкция была развернута за счёт центробежных сил на борту грузового космического корабля «Прогресс М-15». Это была не только проверка возможностей создания солнечного паруса, но и эксперимент по созданию «космического зеркала» для освещения Земли из космоса.
В 2004 году лидером в практическом воплощении работ по созданию космических аппаратов с солнечным парусом становится Япония – она успешно развернула в космосе два прототипа солнечных парусов. Тест, однако, был кратковременным, поэтому можно сказать, что паруса не успели показать себя в работе, т.е. приобрести измеримое ускорение. Теперь же главная цель японских инженеров – демонстрация маневрирования и значительных изменений орбиты при помощи солнечного паруса в ходе его полёта к Венере. На эту фазу испытаний IKAROS'у отводится шесть месяцев. Парус IKAROS'а представляет собой квадрат со сторонами чуть больше 14 метров, созданный из полиамидной плёнки. В нескольких местах к этой мембране добавлены ультратонкие солнечные батареи. Они питают различные приборы парусника, в т.ч. сенсоры – счётчики ударов космической пыли.
Развёртывание японского паруса проходило в два этапа. На первом аппарат отделился от ракеты-носителя, медленно вращаясь вокруг своей оси (5 оборотов в минуту). После того как парусник занял нужную позицию по отношению к Солнцу, его вращение выросло до 20 оборотов в минуту. Замки освободили четыре груза, укреплённые на четырёх концах полотна. Они вытянули в стороны «усы» – части сложенного паруса.
На втором этапе открылись другие фиксаторы и началось расправление полимерной плёнки. Эту ключевую часть преображения солнечной яхты японцы именуют динамической (первую же – статической), хотя в обоих случаях межпланетный зонд вращается. IKAROS – это первый солнечный парусник за пределами околоземной орбиты. Он же – первый, в котором будут совмещены двигательные возможности космического паруса с его использованием в качестве солнечной батареи.
Очередной японский проект по созданию солнечного паруса – межпланетный зонд с парусом и ионными двигателями должен достичь Юпитера и Троянских астероидов. Он будет представлять собой «цветок» диаметром 50 метров. Но и его японские инженеры ещё именуют «средним», недвусмысленно намекая на масштабы развития всей программы и рост размеров японских солнечных парусов. Интересной особенностью этой второй машины будут интегрированные ионные двигатели, которые помогут солнечному паруснику маневрировать на пути к месту назначения и непосредственно около него.
С большим отставанием от Японии году запущен первый экспериментальный солнечный парусник США. Неприятности американского аппарата начались 19 ноября 2010 года, когда ракета Minotaur IV, стартовавшая с космодрома на острове Кадьяк (Kodiak Launch Complex), вывела в космос семь небольших спутников. Они были подняты на орбиту высотой 653 км и наклонением 72 градуса. Одной из главных нагрузок в том старте был экспериментальный микроспутник FASTSAT, предназначенный для испытания ряда технологий, разработанных для лёгких и недорогих космических аппаратов. В данном запуске начинкой этого адаптера выступал солнечный парусник NanoSail-D. Его FASTSAT должен был запустить вскоре после своего выхода на орбиту.
Но ни в ноябре, ни в декабре запланированного выброса не случилось. Однако, совсем неожиданно, 18 января 2011 года в три часа утра по Гринвичу механизм выброса NanoSail-D всё же сработал, о чём просигнализировала телеметрия FASTSAT и что было позднее подтверждено наземными системами слежения. Возможно, сейчас, после землетрясения и вызванного им и разрушительным цунами, нанёсшими тяжелейший удар по японской экономике, США сумеют сократить разрыв, но менталитет японцев и сделанный ими до катастрофы задел позволит им выполнить намеченное, пусть и с некотороми сдвигами в сроках.