小塊頭也有大智慧
- 發佈時間:2015-09-15 01:30:37 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
本報記者 劉園園
好東西真的可以小巧地集于一身。
當我們想到擁有通訊、天氣監測和GPS定位功能的衛星時,腦海中浮現的是一個龐然大物——像校車一樣大,重好幾噸。然而,現在有一種更小的衛星正在悄然走紅。這種微型化衛星叫做奈米衛星或者立方體衛星,可以放到你的手掌中。它們將為太空探索提供新的工具。
個頭小,用途不小
“立方體衛星是正在改變太空探索發展的技術之一。”美國國家航空航太局(NASA)亞軌道研究高級項目執行官大衛·皮爾斯説:“立方體衛星是一種小型平臺,它可以讓下一代的科學家和工程師在學生時代就完成各种太空任務。立方體衛星過去被用於教學和技術展示,現在已經有潛力去執行重要的太空探索任務。”
據NASA官網介紹,立方體衛星是按照1單元(1U)的技術標準設計的,每1U相當於10立方釐米,它們的體積可以被設計為1U、2U、3U或6U,每1U的重量為3磅。
它們通常作為輔助性有效載荷搭載在火箭上並被送上太空軌道,大大減少了火箭發射的成本。而且由於載荷較輕,價格更低,立方體衛星也顯著降低了“太空嘗試”的成本。
“它為我們提供了冒險的機會。”NASA行星探索小型創新任務(SIMPLEx)項目執行官珍妮絲·布克納説:“這些微型實驗對NASA的大型實驗是一種補充。”
因為小,所以“親民”
也可以從另一個角度解讀立方體衛星的“小即是大”,那就是立方體衛星的使用人群包羅廣泛,不僅限于那些最頂尖的科學家。
立方體衛星不僅成本低,且從概念研究到發射的週期較短(一般是兩到三年),可以讓學生以及越來越多的公民科學家和工程師們參與到NASA的太空探索任務中。通過為學生和老師們提供親身實踐的機會,NASA的立方體衛星吸引了更多學生選擇並留在了科學、技術、工程和數學領域,強化了NASA甚至整個美國在太空探索方面的未來人才儲備。
此外,立方體衛星的包羅廣泛也可以從地理的角度進行解讀。2014年NASA宣佈擴展立方體衛星發射計劃,目標是5年內在美國50個州發射50個立方體衛星。迄今為止,NASA已經從30個州挑選了立方體衛星,有17個已經發射成功。
阿拉斯加州和馬利蘭州兩個州,將於今年下半年發射立方體衛星,其中一個將史無前例地以一所小學的名義進行發射。
任務小,潛力非凡
2015年4月,NASA的行星探索小型創新任務項目徵求立方體衛星行星際探索建議書,有兩個探索任務被選中,分別由一位博士後科學家和一名大學教授負責。
其中一個是“月球極區氫測繪儀”(LunaH-Map)。這個6U級別的立方體衛星將進入月球的極地軌道,並在距月球南極3英里到7英里(4.8到11.3公里)的低空運作。它攜帶的兩個中子光譜儀將描繪出月球表面氫氣的分佈情況。另外一個是“粒子聚合和碰撞實驗立方體衛星”(Q-PACE),這是一個2U級別的、熱水瓶大小的衛星,它將研究低速粒子在微重力環境下發生碰撞時的基本特徵,目的是更好地理解早期行星的形成機制。
此外,NASA總部的行星科學部門也挑選了三項用於未來行星探索的立方體衛星技術:一個是用於拓展NASA分析火星大氣的能力,一個是用於分析月球的氫迴圈,還有一個是用於觀測近地小行星。
“這些挑選的任務將使下一代的行星科學家和工程師有機會利用革命性的新任務概念,這些概念可能會帶來非同尋常的科學領域。”布克納總結道,“立方體衛星將影響未來的行星探索。”
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