「把脈」火星,「洞察」太空——迷你立方體衛星的前世今生

2021-01-20 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

立方體衛星的前身竟然是教學玩具

伊芙和瓦力,我們聽到了。

伊芙和瓦力最終離開了銀幕,進入了現實生活,直接進入了太空。在這一生中,它們已然大獲成功。

「洞察號」成功著陸在火星表面的八分鐘後, 火星立方體一號(MarCO)給NASA的科學家帶來另一個值得慶祝的理由。那就是NASA的兩顆迷你衛星「夏娃」(EVE)和「瓦力」(WALL-E)以前所未有的速度將「洞察號」的著陸信息傳回地球,消除了加州NASA噴氣推進實驗室的工程師們數小時的緊張焦慮。

「洞察號」降落到火星表面時,MarCO將超高頻天線指向「洞察號」,同時使用高增益X天線向地球傳輸數據。

EVE和WALL-E,也就是MarCO-A和MarCO-B,在發射了洞察號,並跟蹤著陸器到達最終目的地並從高空觀察著陸器的著陸,然後在5460萬公裡外向地球發送信號。

在截至2018年10月28日發射的878顆立方體衛星中,MarCO立方體衛星是第一個飛出近地軌道(LEO)的,默認情況下,它們是距離地球最遠的立方體衛星。

第一張由NASA的火星立方體一號(MarCO)立方體衛星拍攝的照片。

對於第一次因其大小而被嘲笑的一類宇宙飛船來說,這些微小的立方體衛星已經取得了巨大的飛躍。加州州立理工大學的Jordi Puig-Suari教授和史丹福大學的Bob Twiggs教授在1998年設計出了立方體衛星,作為一種教學工具,讓學生們能夠在規避太空任務高昂成本的同時獲得實踐經驗。

靈感來自豆豆娃?

據報導,特威格斯(Twiggs)教授最初的靈感來自一個用來儲存豆豆娃的小塑料盒,他想知道如何才能發射一個。自從2003年首次發射以來,10× 10×11釐米的微型衛星已經完成了從環境監測到分析困在水冰中細菌的任務。

除了跟在「洞察號」後面,EVE和WALL-E還有更多的任務要完成,因為他們是第一對利用實驗推進系統執行軌跡修正操作的立方體衛星。

噴氣推進實驗室的項目經理約翰·貝克(John Baker)說:「(立方體衛星)永遠不會取代NASA最著名的開發能力更強的太空飛行器。但它們是低成本的隨行記錄衛星,可以讓我們以新的方式探索。」

MarCO 立方體衛星下一站要飛到哪裡?

雖然NASA只需要一個立方體衛星就可以完成任務,但為了以防萬一,他們還送了一個備份。儘管兩顆立方體衛星的任務相同,但它們的表現卻不盡相同。

貝克告訴天文在線網站說,看來NASA取了兩個完美的名字。「瓦力的控制比較棘手,他的冷氣體系統也比較難預測,而伊芙則非常直接,表現也很好。」

這些星際旅行者在向地球發射信號時主要依靠電池供電,因為天線的方向對太陽能陣列來說不是最優的。

現在,MarCO立方體衛星探測器完成了他們的主要任務,從離火星地表只有2500英裡(4000公裡)處飛過,美國宇航局的工程師們允許這兩顆探測器繼續漫步,繞著太陽運行。MarCO團隊不確定EVE和WALL-E還可以繼續漫遊多久,因為沒有立方體衛星冒險飛這麼遠。但是這些小衛星可能還有一些工作要做。

貝克說:「一旦它們經過火星,我們將對它們進行追蹤以確定它們最終去向。同時,我們將看看是否有其他選擇,它們未來可以做什麼,就一個簡單的小行星來說,他們可以飛過火星等類似的天體。」

MarCO立方體衛星可能很快也會有星際兄弟。噴氣推進實驗室的「激發計劃」希望有一天能把立方體衛星送到含有強烈輻射的外太空中去,並提出一份雄心勃勃的飛行清單,包括小行星、彗星、金星、火衛一或木衛二。

作者: Tiffany Jeung

FY: J.Smiley

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