立方體衛(wèi)星以低廉的部署成本配上小型推進(jìn)系統(tǒng)換來(lái)大能量

立方體衛(wèi)星是幫助研究者指揮進(jìn)行簡(jiǎn)單的太空觀(guān)察和對(duì)地球大氣層進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備。立方體衛(wèi)星可以捆綁在一枚大的火箭運(yùn)載平臺(tái)上面，發(fā)射只需要額外4萬(wàn)美元的花費(fèi)。它大約1公斤重并且用在不需要精確的軌道控制上，允許衛(wèi)星移動(dòng)較大的距離并且完成更艱巨的任務(wù)。其優(yōu)點(diǎn)是部署相對(duì)廉價(jià)：發(fā)射一枚火箭可能花費(fèi)5千萬(wàn)到3億，然而一個(gè)立方體衛(wèi)星可以捆綁在一枚大的火箭平臺(tái)上面，只需要額外4萬(wàn)美元的花費(fèi)。但小尺寸也意味著其缺少機(jī)載的推進(jìn)系統(tǒng)。

麻省理工學(xué)院（MIT）助理教授保羅 勒讓諾（Paulo Lozano）正在設(shè)計(jì)一個(gè)小型的推進(jìn)系統(tǒng)。它大約1公斤重并且用在不需要精確的軌道控制上，它允許衛(wèi)星移動(dòng)較大的距離并且完成更艱巨的任務(wù)。使用來(lái)自科學(xué)研究的空軍辦公室資金，勒讓諾一直在開(kāi)發(fā)制造迷你推進(jìn)器的技術(shù)。空軍和其他政府機(jī)構(gòu)對(duì)使用能在太空不同軌道之間移動(dòng)的立方體衛(wèi)星很有興趣。立方體衛(wèi)星的目標(biāo)是擁有一個(gè)可以留出更多裝載量或裝載空間的太空引擎。

勒讓諾的設(shè)計(jì)依賴(lài)于一個(gè)使用電能從一種液體鹽里面提取正負(fù)離子的物理過(guò)程，這種液體鹽即是在實(shí)驗(yàn)室里制好的系統(tǒng)推進(jìn)劑。然后，來(lái)自立方體衛(wèi)星上的主要能量源，通常是電池或者太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)化來(lái)的電能，應(yīng)用到一個(gè)郵票大小的結(jié)構(gòu)中。這個(gè)薄面板由1000個(gè)多孔的聚在一起的類(lèi)似針狀物的金屬結(jié)構(gòu)制成，并且在每個(gè)針狀物上面都有數(shù)克的液體離子。通過(guò)施加電壓，從液體提取離子加速到一個(gè)非常高的速度，然后強(qiáng)迫它們飛離的電場(chǎng)就被創(chuàng)造出來(lái)，這一過(guò)程創(chuàng)造了足夠強(qiáng)的離子力來(lái)產(chǎn)生推進(jìn)力。鑒于化學(xué)燃料火箭浪費(fèi)太多的推進(jìn)劑難以實(shí)現(xiàn)飛船速度的靜變化，電力推進(jìn)器僅使用一小點(diǎn)推進(jìn)劑就可以做同樣的任務(wù)。

美國(guó)航天局表示，把一些微型衛(wèi)星作為次要載荷發(fā)射到近地軌道之外，同樣有助于推進(jìn)未來(lái)人類(lèi)在深空的探索任務(wù)，包括火星旅行的任務(wù)。因?yàn)槟壳埃⑿托l(wèi)星基本局限在近地軌道上。該機(jī)構(gòu)相關(guān)負(fù)責(zé)人比爾·希爾當(dāng)天在一份聲明中說(shuō)：“‘太空發(fā)射系統(tǒng)’為在近地軌道之外執(zhí)行科學(xué)任務(wù)、測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)提供了極好的機(jī)會(huì)。這枚火箭能力之強(qiáng)前所未有，能把‘獵戶(hù)座’飛船送入深空，還能攜帶13顆微型衛(wèi)星，以最小的成本推進(jìn)我們對(duì)深空的認(rèn)知。”（竇豆）