微型卫星崛起，未来“穷国”也能探测火星和金星

已往几十年来，人类试探太空的方法不只耗时艰辛，并且本钱奋发。可是卫星小型化技能的崛起正在重塑太空试探行业。本年年头，美国宇航局（NASA）为应该选择哪些呆板人使命来试探太阳系而苦恼不已。

图：2019年8月，Rocket Lab的Electron火箭重新西兰发射升空

来自美国各地的研究职员提出了20多个设法，如探测小行星和金星大气层、钻探月球熔岩管道等。最终，NASA选择了个中四个发明级使命。几个月后，NASA又从四项使命中挑选两项全额扶助，每项使命本钱上限为4.5亿美元，并将在将来十年内发射探测器。对付未被选中的设法，将来几年也许会有更多的机遇，但这必要漫长的守候。

这就是NASA几十年来从事太空试探的方法。科学家们起首提出各类百般有关太阳系试探的设法，然后NASA确定几个重点项目举办扶助。从最初的设法到将数据带回地球，整个进程凡是必要几十年的时刻。这种要领取得了惊人的乐成。在已往的半个世纪里，NASA试探了太阳系中的大大都大型天体，包罗太阳、水星、冥王星等。然而，关于太阳系，仍有太多的奥秘守候我们去相识。

此刻，新兴技能也许会敦促NASA和天下其他机构进入一个所花时刻更短、本钱更低的太空试探期间，这将促使人们在短时刻内举办更多的试探，并使进入太阳系变得越发轻易。

连年来，很多新兴公司正在为发射微型卫星开拓新式火箭，每次发射的本钱约为1000万美元。火箭尝试室公司（Rocket Lab）已经公布了其小型火箭Electron的登月打算。维珍轨道公司（Virgin Orbit）已经与多家波兰大学相助，操作其LauncherOne运载火箭向火星发射了三次使命。

与此同时，卫星的各类零部件，从推进体系到电池再到所携带的仪器，都在小型化。就像手机那样，现在的智妙手机比几十年前的大型机具有更强的计较手段，微型卫星也在遵循同样的根基趋势。

另外，微型卫星的潜力已经获得实践检讨。两年前，NASA制作的两颗立方体卫星(CubeSat)与洞察号（InSight）使命同时发射升空。在太空中，这些微型卫星睁开了本身的太阳能电池板，不变了轨道，老是以面向太阳的偏向旋转，然后前去火星。

西雅图科技公司First Mode的应用行星科学家伊丽莎白·弗兰克(Elizabeth Frank)说：“我们正处于很是风趣的时候，人们可以更快地完成太空使命，再也不必要动辄耗费几十年的时刻。这缔造了更多的机遇，这是行星科学中很是冲感民气的期间。”

 微型卫星

NASA喷气推进尝试室工程师、微型卫星使命技能认真人安迪·克莱什(Andy Klesh)说，立方体卫星有几个方针。因为立方体卫星早年从未飞出过近地轨道，因此在为期六个月的火星之旅中，它们证明白微型卫星简直很是得当试探太空，节制利便，并在达到目标地后，行使高增益天线以每秒8千比特的速率将数据传输地球。

但公函包巨细的立方体卫星不只仅是个技能演示。跟着2018年火星洞察号着陆器的发射，NASA在其即将进入火星大气层并下降在这颗赤色星球的要害时期遭遇通讯间断。为了缩小通讯间隔，NASA斥资1850万美元制作了两颗名为Marco 6U的立方体卫星，并用它们在着陆进程中转达回洞察号的数据。克莱什暗示，假如洞察号未能着陆，这两颗卫星就会充当黑匣子数据记录器。

NASA立方体卫星的发射乐成改变了人们对小卫星和行星科学的观点。使命竣事几个月后，欧洲航天局公布将向一个双星小行星体系发射两颗立方体卫星，执行所谓的赫拉（Hera）使命。欧洲工程师出格说起，NASA立方体卫星使命的乐成给他们提供了灵感，辅佐他们下达了刻意。

图：2018年11月26日，NASA立方体行星在间隔火星约莫6000公里外的处所拍摄了这张照片

星际卫星卫星航利用命的观念也引发了人们对新兴太空财富的乐趣。维珍轨道公司非凡项目主管威尔·波梅兰茨(Will Pmerantz)说：“那次使命引起了我们的留意，我们从中受到了很大开导，而且想知道我们还能做些什么。”

波梅兰茨暗示，在NASA立方体行星使命竣事后，维珍轨道公司开始接到研究小组关于LauncherOne的电话。LauncherOne是该公司的小型火箭，由747飞机带到高空开释，然后启动动员机。这种运载火箭能将几多有用载荷送入月球轨道？该公司能不能增进第三级？前去金星、小行星和火星执利用命的设法簇拥而至。

波兰科学家信托，他们可以制作质量在50公斤或更小的航天器(每个立方体行星重量为13.5公斤)，可以拍摄火星及其卫星火卫一的高质量图像。这样的航天器还能用于研究火星大气层，乃至在火星外貌下发明液态水的蕴藏库。举办低本钱发射是这个设法被实践的要害敦促身分。

波梅兰茨指出，假如没有这种新的行星试探模式，像波兰这样的国度也许只能作为火星使命的几个次要相助搭档之一参加，而此刻它完全可以自主举办试探。波梅兰茨还说：“纵然是局限不算大的太空试探使命，也能让波兰申明鹊起。”

 小型火箭

在立方体卫星和洞察号着陆器搭乘Atlas V火箭发射升空的前几个月，体积小得多的Electron火箭初次升空，这是由火箭尝试室开拓并重新西兰发射的新一代贸易小型卫星运载火箭，也是第一枚进入轨道的此类火箭。小型助推器的近地轨道有用载荷手段约为200公斤。但自从Electron初次表态以来，火箭尝试室已经开拓了进级版Photon。

火箭尝试室首创人彼得·贝克(Peter Beck)暗示，该公司信托Photon可以向火星或金星输送25公斤有用载荷，向月球输送最多37公斤。因为Photon提供了很多深空航行器的成果，大部门质量可以用于搭载传感器和科学仪器。贝克说：“我们的意思是，只需1500万至2000万美元，你就可以登上月球。我以为这对科学界来说是一个庞大的、倾覆性的打算。”

在Electron能达到的目标地中，贝克对金星最感乐趣。他说：“我以为这是我们太阳系中的无名好汉，我们可以从金星哪里相识到大量关于地球的信息。火星吸引了全部媒体存眷，但金星才更应该受到重视，我们真的想要完成试探金星的使命。”

（编辑：湖南网）

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