Der Wikipedia-Artikel über Sonnensegel erwähnt, dass sie bei der Modifizierung der Umlaufbahn eines Raumfahrzeugs nützlich sein könnten:
Robert L. Forward wies darauf hin, dass ein Sonnensegel verwendet werden könnte, um die Umlaufbahn eines Satelliten um die Erde zu verändern. Im Grenzfall könnte ein Segel verwendet werden, um einen Satelliten über einem Pol der Erde "schweben" zu lassen. Mit Sonnensegeln ausgestattete Raumfahrzeuge könnten auch in engen Umlaufbahnen um die Sonne platziert werden, die entweder in Bezug auf die Sonne oder die Erde stationär sind, eine Art von Satelliten, die von Forward a statite genannt wird. Dies ist möglich, weil der Antrieb des Segels das Gravitationspotential der Sonne ausgleicht. Eine solche Umlaufbahn könnte nützlich sein, um die Eigenschaften der Sonne über lange Zeiträume zu untersuchen.
Ein solches Raumschiff könnte möglicherweise direkt über einem Sonnenpol platziert werden und für längere Zeit an dieser Station bleiben. Ebenso könnte ein mit einem Sonnensegel ausgestattetes Raumschiff fast über dem Polarterminator eines Planeten wie der Erde auf Station bleiben, indem das Segel in dem geeigneten Winkel geneigt wird, der erforderlich ist, um der Schwerkraft des Planeten gerade entgegenzuwirken.
In seinem Buch The Case for Mars weist Robert Zubrin darauf hin, dass das reflektierte Sonnenlicht von einem großen Statit in der Nähe des Polterminators des Planeten Mars auf eine der polaren Eiskappen des Mars fokussiert werden könnte, um die Atmosphäre des Planeten erheblich zu erwärmen. Ein solcher Statit könnte aus Asteroidenmaterial hergestellt werden.
Wurden Sonnensegel außerhalb von Proof-of-Concept-Tests jemals für einen solchen Zweck verwendet?
Vor einigen Jahren flog die japanische Raumsonde Ikaros mit einem Sonnensegel von der Erde zur Venus. Siehe http://en.wikipedia.org/wiki/IKAROS . Aus dem Artikel:
Die IKAROS-Sonde ist das weltweit erste Raumschiff, das Sonnensegeln als Hauptantrieb nutzt.
Andere Raumfahrzeuge (insbesondere Hayabusa) haben den Sonnendruck zur Lagekontrolle verwendet. Nochmals Wikipedia zitieren ( http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail ):
Sowohl die Mariner 10-Mission, die an den Planeten Merkur und Venus vorbeiflog, als auch die MESSENGER-Mission zum Merkur demonstrierten die Verwendung des Sonnendrucks als Methode zur Lageregelung, um Treibstoff für die Lageregelung zu sparen. Hayabusa verwendete auch den Sonnendruck als Methode zur Lagekontrolle, um defekte Reaktionsräder und chemische Triebwerke auszugleichen
Bisher hat jedoch kein Raumschiff das Sonnensegeln als Technik zum Schweben außerhalb traditioneller Orbitalbahnen verwendet, wie Sie in Ihrer Frage beschrieben haben.
Soweit ich weiß, wurde kein Sonnensegel zu anderen Zwecken als zu Demonstrationszwecken verwendet.
Nun, außer MESSENGER. Es war nicht als Sonnensegel konzipiert, aber da es so nah an der Sonne vorbeifliegt, wurde es schließlich wie ein solches verwendet . Sie konnten Sonnensegeln verwenden, anstatt Raketen für Flugbahnkorrekturmanöver für Merkurvorbeiflüge abzufeuern.
Sunjammer plant, das Sitzen auf der Stange auf der Erde zu demonstrieren und die Position auf L1 zu halten, die ansonsten instabil ist.
Update ein paar Jahre später...
Leider wurde Sunjammer aufgrund von Entwicklungsproblemen eingestellt. Das von Bürgern finanzierte LightSail der Planetary Society hat jedoch im Mai erfolgreich den Einsatz eines Sonnensegels getestet. Das war nur ein Einsatztest, da die geplante Umlaufbahn zu niedrig war, um Sonnensegeln zu ermöglichen (zu viel Luftwiderstand). Für nächstes Jahr ist ein weiterer Test in einer höheren Umlaufbahn geplant, die Sonnensegeln ermöglichen wird.
äh