NASA擬用納衛(wèi)星開展行星探索 將在新墨西哥州首飛

雖然低地軌道上有越來越多與面包差不多大小的小型衛(wèi)星在采集數(shù)據(jù)，但這種低成本技術(shù)尚未被應(yīng)用于觀測太空中的物理現(xiàn)象。不過，美國國家航空航天局(NASA)戈達(dá)德太空飛行中心的技術(shù)專家杰米·艾斯珀正在推進(jìn)一個“改變游戲規(guī)則”的概念——利用立方體納衛(wèi)星(CubeSat)開展行星探索。

這個名為“納衛(wèi)星應(yīng)用于行星進(jìn)入任務(wù)(CAPE)”的概念涉及兩個組件的開發(fā)：一個機(jī)械艙，用于推進(jìn)飛船抵達(dá)空間目標(biāo)，一個獨(dú)立的行星進(jìn)入探測器，能夠在快速墜入并穿過一顆地外行星大氣的過程中幸存，并一路傳回可靠的科學(xué)和工程數(shù)據(jù)。物理學(xué)家組織網(wǎng)報道稱，艾斯珀的團(tuán)隊(duì)計劃今年夏天在新墨西哥州薩姆納開展高空氣球飛行任務(wù)，測試進(jìn)入探測器原型——微返回艙(MIRCA)的穩(wěn)定性。

“CAPE/MIRCA概念與其他的納衛(wèi)星任務(wù)都不一樣?！卑圭暾f，“它有一個額外步驟：發(fā)射一個完整的探測器進(jìn)行科學(xué)調(diào)查。我們是唯一檢測這一概念是否可行的研究者?！?/p>

按照設(shè)想，CAPE/MIRCA飛船(包括機(jī)械艙和進(jìn)入探測器)的重量不超過4.9千克，邊長不超過10.1厘米。從母船釋放后，進(jìn)入探測器將展開小型太陽能電池板或依靠內(nèi)部電池供電，開始前往另一個行星體的旅程。一旦抵達(dá)，攜帶著傳感器的進(jìn)入探測器將與機(jī)械艙分離，墜入目標(biāo)行星的大氣中，并向母船發(fā)送大氣壓力、溫度和組成的數(shù)據(jù)，這些信息隨即被傳回地球。

納衛(wèi)星的美妙之處在于其多功能性。由于建造和部署成本相對較低，科學(xué)家可以發(fā)射多個探測器進(jìn)行多點(diǎn)采樣，這是目前NASA的標(biāo)配——單一的行星探測器力所不能及的?？茖W(xué)家可以根據(jù)不同的目標(biāo)行星量身打造儀器包。艾斯珀將在MIRCA上安裝加速計、陀螺儀、熱和壓力傳感器，以及用于測量特定氣體的輻射計。

今年夏天的高空氣球測試任務(wù)將是CAPE/MIRCA概念邁向可行性的第一步。根據(jù)計劃，MIRCA原型將從距地面30公里高空中的氣球吊籃上墜下，以測試其空氣動力穩(wěn)定性和操作理念。MIRCA的自由落體速度最高有望達(dá)到1馬赫，與音速相當(dāng)。艾斯珀說：“如果進(jìn)入探測器證明是成功的，就能吸引潛在的合作伙伴為我們提供其余的部分(指機(jī)械艙，包括推進(jìn)和姿態(tài)控制子系統(tǒng))?！?/p>

除了高空氣球，艾斯珀還想在國際空間站上測試進(jìn)入探測器，使其暴露在空間飛行和再入加熱條件下，這個實(shí)驗(yàn)最早可在2016年進(jìn)行。

“MIRCA高空氣球?qū)嶒?yàn)標(biāo)志著納衛(wèi)星行星進(jìn)入探測器的首次飛行測試。”艾斯珀說，“這將給行星探索帶來前所未有的新機(jī)遇，對于戈達(dá)德來說，也是一個改變游戲規(guī)則的機(jī)會?！?/p>

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