A napvitorla lényege, hogy az ultra vékony (7,5mikrométer vastagságú), hőálló poliamid gyantából készült fólia egyik oldalát ezüst-alumínium anyaggal vonják be a jó fényvisszaverés érdekében. A nap fotonokkal bombázza a felületet, amik gyorsítják a vitorlát. A problémát csak az jelenti, hogy egy negyed futballpályányi felületre nagyjából 1 milli-Newton gyorsító erő hat. Ez nem túl nagy érték, ám a tudósok kísérleteihez felbecsülhetetlen adatokkal bír.
Nyáron már a JAXA japán űrügynökség is felbocsátotta az Ikaros-t, ami az egyik Vénusz felé tartó robotról lecsatlakozva nyitotta ki ernyőjét. A rettentő vékony, hártya szerű ernyő anyagába napelemeket is integráltak, így a meghajtás mellett az energiaellátásról is sikerült gondoskodniuk. A méréseik szerint az Ikaros-t 1,12 mN erő gyorsítja, és a kormányozhatósága is kiváló.
Éppen ideje volt tehát, hogy a NASA sikeresen a világűrbe küldjön egy hasonló szerkezetet. Már fent kering, ám a vitorla kibontását csak hétvégére tervezik. Az amerikai űrhivatal egy kicsit más okból teszteli a napvitorlát. Ők a Föld körül egy 650 kilométeres távolságban lévő pályára állították a szerkezetet, ahol még a légkör súrlódási ereje érezhető, tehát a napszél gyorsító hatásai elenyészőek. Éppen ennek ellenkezőjét szeretnék megvizsgálni; a cél a napvitorla fékezőernyőként való alkalmazásának vizsgálata lenne. Ugyanis a kutatókat az érdekli, hogy a vitorla segítségével ki lehetne-e húzni a Föld körüli pályán keringő, lemerült telepű és ezáltal haszontalanná vált műholdakat a pályájukról.
Az űrhivatal az amerikai hadsereggel karöltve szeretne megoldást találni az űrszemétként keringő műholdak eltávolítására. A megfigyelések szerint ugyanis minimum tizenhatezer objektum kering a bolygónk körül, amely veszélyeztetheti a jelenleg még működő műholdakat. A Pentagon mérnökei már keresik a megfelelő megoldást a problémára. A napszél vitorla azért tűnhet jónak, mert a műholdba csomagolva annak lemerülése esetén kinyílna, és ejtőernyőként vonszolná ki egy másik pályára a szerkezetet, vagy behúzná őket a Föld légkörébe, ott pedig elégnének.
A NanoSail-D a számítások szerint 120 napon belül térhet vissza a légkörbe, addig azonban minden mérést és funkciót véghez kell vinniük a mérnököknek.