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瓦力和伊娃,陪洞察号去火星

Tisney 编译)5月5日,NASA的洞察号火星着陆器将搭乘阿特拉斯5型火箭飞往火星。洞察号的目标是研究火星的内部构造,可以帮助解决行星和太阳系科学最根本的问题之一 ——40多亿年前岩石行星是如何在太阳系内侧形成的。

洞察号并不是独自上路的,陪伴它的还有两枚立方体卫星,官方名称是MarCO,昵称为“瓦力”和“伊娃”。“它们是我们的侦察兵,”NASA喷气推进实验室MarCO首席工程师安迪·克莱什(Andy Klesh)说,“立方体卫星此前还从来没有经受过强烈的深空辐射,也从未使用过推进技术。我们希望MarCO能照亮立方体卫星的这条路。”

两颗立方体卫星在火星上空飞行的艺术概念图。图片来源:NASA

首次用于深空探索

立方体卫星是一种小型航天器,其概念在上世纪末由美国斯坦福大学空间系统开发实验室提出。自2003年首颗立方体卫星升空至今,近地轨道上已经有800多颗立方体卫星。它们大部分由国际空间站释放入空间中,或者作为运载火箭上的次级载荷进入太空,用于通讯、追踪运输或对地观测之用。但是,还没有一颗立方体卫星到过近地轨道之外的太空。

立方体卫星的基本单元,是边长约为10厘米的一个立方体。较大的立方体卫星可以由多个单元构成,比如MarCO就由6个单位构成,大小相当于一个公文包。两枚MarCO立方体卫星将会一路跟随洞察号,并在洞察号着陆时进行短暂地监控。不过,MarCO成功与否并不会影响洞察号的任务。它们的作用是在飞往火星的路程上展示其通讯和导航能力,这将应用在未来的空间探索任务中。

喷气推进实验室介绍说,“就像瓦力一样,两枚MarCO卫星都使用灭火器中常用的压缩气体来推动自身在空间中移动。MarCO本身并不会有科学产出,洞察号也不需要通过它们才能向地球传输信息。洞察号将依靠NASA此前发射的火星勘测轨道飞行器(MRO)来转发数据,此外也可以与地球上的天线直接进行通讯。但对于这两枚MarCO卫星来说,这将是立方体卫星技术在地球轨道外的首次关键测试,以演示这项技术未来在探索太阳系中的应用。”

两枚MarCO卫星中的一枚,正在喷气推进实验室接受测试。图片来源:NASA

双通道天线确保通讯及时

发射成功后,两枚MarCO卫星将与火箭分离,并沿着各自的轨迹前往火星。首先,它们要部署两面无线电天线和两块太阳能电池板。这将是MarCO面临的第一个挑战,因为展开天线和电池板需要有足够的电量。接下来,MarCO将依靠自己的导航系统前往火星,在途中自行调整飞行路线。在这段旅程中,它们需要解决第二个挑战——抵抗深空宇宙辐射对设备的损害。通过这两个挑战之后,MarCO才有机会平安到达火星。

在洞察号登陆火星的关键阶段,它会把信息传送至火星上空的MRO。MRO会把这些信息传回地球,但是由于使用了不同的无线电频段,这些信息的接收和发送无法同步进行。于是,地球要延迟一个多小时才能收到确认着陆成功的消息。

而MarCO卫星上垒球大小的无线电天线却可以同步转发这些信息,让地球能够在第一时间接收到洞察号着陆成功的消息。如果这项演示任务取得成功,未来的着陆器在进入火星大气到着陆之间的关键几分钟内,就可以依靠这种自带的通信中继与地球进行通讯。它们就像是着陆器的第二双眼睛。

MarCO卫星的艺术概念图。图片来源:NASA

火星对于航天器来说依然是一颗难以驾驭的星球,许多探测器都无法安全着陆并把信息传回地球。在未来的火星任务中,如果有这种立方体卫星的帮助,就算探测器在着陆过程中失联,它们也可以提供另一种方式,对火星表面进行勘查。

现实中的瓦力和伊娃大概不会像在电影《机器人总动员》里那样好运了。祝愿它们可以手拉着手平安抵达火星,帮助人类清扫探索太阳系行星的的障碍。(编辑:Steed

The End

发布于2018-05-04, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Elizabeth Howell

Space.com撰稿人

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