5 月 5 日,美国宇航局“洞察”号火星探测器成功发射入轨,踏上飞往火星的 6 个月航程。这趟任务有挺多“第一次”,第一次在美国西海岸发射行星际探测任务,第一次把空气动力飞行器送到外星球,以及第一次把微型立方体发射到地球轨道之外的地方

NASA 日前公布了新的任务进度:“洞察”号携带的两颗微型立方体卫星 Mars Cube One 和 Mars Cube Two 已经自主飞行到了距离地球 290 万公里的地方,距离地球超过 7 倍地月平均距离。在这种情况下,两个小卫星只有鞋盒大小的太阳能电池板、广角相机和 X 波段天线均工作正常,还从 290 万公里处传回了一张地球和月球的合照。

喷气推进实验室 Mars Cube 项目的主工程师 Andy Klesh 说,这张照片是向“旅行者 1 号” 1990 年拍摄的照片《暗淡蓝点》(Pale Blue Dot)致敬。

1990 年,目标是离开太阳系的深空探测器“旅行者 1 号”执行了一项命令,它调转镜头,在距离地球 64 亿公里外拍摄了一张照片。这个距离早就超越了冥王星的轨道,地球在这张照片上仅有 0.12 个像素大小,被命名“暗淡蓝点”以凸显人类在宇宙中的渺小。

旅行者 1 号拍摄的暗淡蓝点局部,蓝圈圈出的是地球,彩色光带是镜头眩光

Mars Cube One 和 Two 这两颗卫星功能完全一样,互为备份。它们被命名为 Wall·E 与 Eva,也就是 Pixar 动画电影《机器人瓦力》中的两名机器人主角。有趣的是,和电影中 Wall·E 拿着灭火器在太空中机动一样,两颗 Mars Cube 卫星都使用类似的冷气体推进发动机进行轨道修正:每颗 Mars Cube 卫星上装载了 8 个微型推进器,使用压缩气体六氟丙烷进行推进,这种气体就是灭火器中常用的推进气体。

Wall-E 剧照

微型卫星最大的技术挑战,就是在较低的成本下,满足基本的太空探索需求。想象一下,一个鞋盒大小的卫星,在火星附近只能从太阳能电池中获取 17 瓦的电力,这和一台智能手机的快充功率差不多;需要飞行 6 个月,用几个水枪大小的推进器控制方向;最终需要抵达火星,把无线电信号穿回地球。

NASA 表示,下周将对 Wall·E 与 Eva 进行推进测试,实验飞船上搭载的推进器是否正常工作。因为在发射时,为了避免火箭本身影响卫星弹射, Wall·E 与 Eva 的初始方向稍稍错开了前往火星的轨道。在未来 6 个月的飞行中需要数次轨道修正,最终抵达火星并减速进入火星轨道。

使用太阳帆推进的近地小行星侦查机

这种小卫星成本较低,未来将在深空探索中扮演更多角色。 2019 年,NASA 将首次发射下一代重型火箭“太空发射系统”SLS,在首次测试飞行中将会搭载 13 个类似的微型卫星。这 13 个微型卫星将测试一系列全新的宇航技术应用,比如近地小行星侦查机(NEA Scout),将使用科幻小说中常出现太阳帆技术进行推进,对路过地球的小行星进行抵近探测。

图片/NASA

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