但公文包大小的立方體衛(wèi)星不僅僅是個(gè)技術(shù)演示。隨著 2018 年火星洞察號(hào)著陸器的發(fā)射，NASA 在其即將進(jìn)入火星大氣層并降落在這顆紅色星球的關(guān)鍵時(shí)期遭遇通信中斷。

　　為了縮小通信距離，NASA 斥資 1850 萬(wàn)美元建造了兩顆名為 Marco 6U 的立方體衛(wèi)星，并用它們?cè)谥戇^(guò)程中傳遞回洞察號(hào)的數(shù)據(jù)。

　　克萊什表示，如果洞察號(hào)未能著陸，這兩顆衛(wèi)星就會(huì)充當(dāng)黑匣子數(shù)據(jù)記錄器。

　　NASA 立方體衛(wèi)星的發(fā)射成功改變了人們對(duì)小衛(wèi)星和行星科學(xué)的看法。任務(wù)結(jié)束幾個(gè)月后，歐洲航天局宣布將向一個(gè)雙星小行星系統(tǒng)發(fā)射兩顆立方體衛(wèi)星，執(zhí)行所謂的赫拉（Hera）任務(wù)。歐洲工程師特別提及，NASA 立方體衛(wèi)星任務(wù)的成功給他們提供了靈感，幫助他們下達(dá)了決心。

　　2018 年 11 月 26 日，NASA 立方體行星在距離火星大約 6000 公里外的地方拍攝了這張照片

　　星際衛(wèi)星衛(wèi)星飛行任務(wù)的概念也激發(fā)了人們對(duì)新興太空產(chǎn)業(yè)的興趣。維珍軌道公司特殊項(xiàng)目主管威爾·波梅蘭茨(Will Pmerantz)說(shuō)：“那次任務(wù)引起了我們的注意，我們從中受到了很大啟發(fā)，并且想知道我們還能做些什么。”

　　波梅蘭茨表示，在 NASA 立方體行星任務(wù)結(jié)束后，維珍軌道公司開始接到研究小組關(guān)于 LauncherOne 的電話。LauncherOne 是該公司的小型火箭，由 747 飛機(jī)帶到高空釋放，然后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種運(yùn)載火箭能將多少有效載荷送入月球軌道？該公司能不能增加第三級(jí)？前往金星、小行星和火星執(zhí)行任務(wù)的想法蜂擁而至。

　　波蘭科學(xué)家相信，他們可以建造質(zhì)量在 50 公斤或更小的航天器(每個(gè)立方體行星重量為 13.5 公斤)，可以拍攝火星及其衛(wèi)星火衛(wèi)一的高質(zhì)量圖像。這樣的航天器還能用于研究火星大氣層，甚至在火星表面下發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的儲(chǔ)藏庫(kù)。進(jìn)行低成本發(fā)射是這個(gè)想法被實(shí)踐的關(guān)鍵推動(dòng)因素。

　　波梅蘭茨指出，如果沒(méi)有這種新的行星探索模式，像波蘭這樣的國(guó)家可能只能作為火星任務(wù)的幾個(gè)次要合作伙伴之一參與，而現(xiàn)在它完全可以自主進(jìn)行探索。波梅蘭茨還說(shuō)：“即使是規(guī)模不算大的太空探索任務(wù)，也能讓波蘭聲名鵲起。”

　　小型火箭

　　在立方體衛(wèi)星和洞察號(hào)著陸器搭乘 Atlas V 火箭發(fā)射升空的前幾個(gè)月，體積小得多的 Electron 火箭首次升空，這是由火箭實(shí)驗(yàn)室開發(fā)并從新西蘭發(fā)射的新一代商業(yè)小型衛(wèi)星運(yùn)載火箭，也是第一枚進(jìn)入軌道的此類火箭。小型助推器的近地軌道有效載荷能力約為 200 公斤。但自從 Electron 首次亮相以來(lái)，火箭實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開發(fā)了升級(jí)版 Photon。

　　火箭實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人彼得·貝克(Peter Beck)表示，該公司相信 Photon 可以向火星或金星運(yùn)送 25 公斤有效載荷，向月球運(yùn)送最多 37 公斤。由于 Photon 提供了許多深空飛行器的功能，大部分質(zhì)量可以用于搭載傳感器和科學(xué)儀器。

　　貝克說(shuō)：“我們的意思是，只需 1500 萬(wàn)至 2000 萬(wàn)美元，你就可以登上月球。我認(rèn)為這對(duì)科學(xué)界來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的、顛覆性的計(jì)劃。”

　　在 Electron 能到達(dá)的目的地中，貝克對(duì)金星最感興趣。他說(shuō)：“我認(rèn)為這是我們太陽(yáng)系中的無(wú)名英雄，我們可以從金星那里了解到大量關(guān)于地球的信息。火星吸引了所有媒體關(guān)注，但金星才更應(yīng)該受到重視，我們真的想要完成探索金星的任務(wù)。”

　　還有其他更大的火箭也在隨之而來(lái)。Firefly 公司的阿爾法（Alpha）助推器可以將近 1 噸有效載荷送入近地軌道，Relativity Space 公司則正在開發(fā)可以發(fā)射略高于 1 噸重物的 Terran 1 火箭。這些運(yùn)載火箭可能會(huì)把立方體衛(wèi)星送到小行星帶之外，走向木星或更遠(yuǎn)的地方。

　　最后，SpaceX 用更大火箭刺激的低成本發(fā)射革命也可能有所幫助，該公司的獵鷹 9 號(hào)火箭在可重復(fù)使用模式下發(fā)射成本不到 6000 萬(wàn)美元，可以廉價(jià)地將更大的航天器送入太空深處。從歷史上看，NASA 為科學(xué)研究發(fā)射支付的費(fèi)用是這個(gè)價(jià)格的三倍，甚至更高。

　　甘愿失敗

　　當(dāng)然，這其中需要進(jìn)行權(quán)衡。NASA 任務(wù)成本如此之高的原因之一是，該機(jī)構(gòu)采取了廣泛的預(yù)防措施，以確保其飛行器不會(huì)在太空環(huán)境中失靈。最終，NASA 的大多數(shù)非常復(fù)雜的任務(wù)確實(shí)取得了令人驚嘆的成功。

　　立方體衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)更高，冗余更少。但波梅蘭茨說(shuō)，這沒(méi)關(guān)系。他以 NASA 的好奇號(hào)月球探測(cè)器任務(wù)為例，該任務(wù)于 2011 年發(fā)射，耗資 25 億美元，這些錢足以把 100 個(gè)微型機(jī)器人送入太陽(yáng)系。即使只有四分之一的任務(wù)有效，那也意味著有 25 個(gè)迷你好奇號(hào)發(fā)射成功。

　　用 25 個(gè)迷你好奇號(hào)取代 NASA 好奇號(hào)火星探測(cè)器，結(jié)果會(huì)更好嗎？

　　NASA 似乎對(duì)這個(gè)想法持開放態(tài)度，該機(jī)構(gòu)已經(jīng)表示，在尋求控制成本并與商業(yè)伙伴合作實(shí)施新的月球科學(xué)計(jì)劃時(shí)，它將學(xué)會(huì)接受失敗。NASA 科學(xué)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人托馬斯·祖爾布?xì)J(Thomas Zurbuchen)表示，當(dāng) NASA 試圖將科學(xué)實(shí)驗(yàn)降落在月球上時(shí)，他將容忍某些失誤。他去年表示：“我們并不指望每次發(fā)射和著陸都能成功。”

　　在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，行星科學(xué)家和工程師也持開放態(tài)度。約翰·貝克(John Baker)在實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著“改變游戲規(guī)則”的技術(shù)開發(fā)和任務(wù)，他說(shuō)，沒(méi)有人愿意花 20 年或更長(zhǎng)的時(shí)間讓任務(wù)構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)，這期間充滿了不確定性。他說(shuō):“現(xiàn)在，人們想要設(shè)計(jì)和打印它們的結(jié)構(gòu)，添加儀器和航空電子設(shè)備，為它加油并立即發(fā)射。這就是我們的未來(lái)愿景。”

　　當(dāng)然，太空飛行仍然充滿了挑戰(zhàn)。許多技術(shù)可以微型化，但推進(jìn)和燃料仍然是難題。然而，甘愿失敗會(huì)帶來(lái)很多新的可能性。貝克最喜歡的設(shè)計(jì)之一是前往金星的“丘比特之箭”（Cupid's Arrow）任務(wù)，類似 NASA 立方體行星的航天器會(huì)被射入金星大氣層，機(jī)載質(zhì)譜儀將分析大氣樣本。這是可以在月球任務(wù)中作為次要有效載荷發(fā)射的任務(wù)，并利用重力輔助到達(dá)金星。

　　降低星際任務(wù)成本最令人興奮的方面是，它增加了新參與者的機(jī)會(huì)，像波蘭這樣的小國(guó)以及世界各地的大學(xué)都可以參與其中。貝克說(shuō)：“我認(rèn)為能做的最好的事情就是想辦法降低成本，然后把這項(xiàng)技術(shù)公之于眾。隨著越來(lái)越多的國(guó)家參與太陽(yáng)系探索，我們只會(huì)學(xué)到更多。”

　　亞利桑那州立大學(xué)米洛研究所等組織已經(jīng)開始促進(jìn)大學(xué)、新興太空機(jī)構(gòu)、私人慈善機(jī)構(gòu)和小型太空公司之間的合作。從歷史上看，行星科學(xué)家參與任務(wù)的機(jī)會(huì)如此之少，以至于研究人員很難獲得領(lǐng)導(dǎo)大型項(xiàng)目所需的項(xiàng)目管理技能。弗蘭克說(shuō)，隨著更多小型任務(wù)的進(jìn)行，她相信這將增加行星科學(xué)界的多樣性。

　　她還補(bǔ)充說(shuō)，反過(guò)來(lái)，這將通過(guò)培養(yǎng)和增加全球人才庫(kù)，最終幫助 NASA 和其他大型太空機(jī)構(gòu)執(zhí)行規(guī)模更大、更具挑戰(zhàn)性的行星科學(xué)任務(wù)，這些任務(wù)仍然需要數(shù)十億美元和大型火箭推動(dòng)。雖然有些事情可以更低成本的方式完成，但真正雄心勃勃的行星科學(xué)任務(wù)，如探測(cè)木衛(wèi)二海洋深處或繞冥王星軌道運(yùn)行，仍將耗資巨大。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的微型卫星崛起，未来"穷国"也能探测火星和金星的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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