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《新科学家》:新技术助力廉价微型卫星

发布时间:2013-12-03 17:28:58        阅读次数:

能喷射带电粒子束的微量液体明年可能会创造太空历史。它是旨在让被称为“正方体卫星”的廉价微型卫星规范飞行、改变轨道或飞向其他星球的两种技术之一。它甚至可以为地球上的人们提供全球WiFi系统。

据英国《新科学家》周刊网站12月2日报道,保罗·洛扎诺正在麻省理工学院带领一科研小组研究正方体卫星的推进课题。他已得到许可,可以在2014年发射两颗推进型正方体卫星,其中一颗由美国国防部赞助。

洛扎诺的竞争对手,密歇根大学的本杰明·朗迈尔宣布,他领导的科研小组也得到了一个明年搭载美国航天局火箭发射其正方体卫星的机会。

报道指出,正方体卫星由现有零部件组成。建造这种卫星的初衷是以更容易、更省钱的方式进入太空。每颗正方体卫星的重量只有1公斤左右,每边长约10厘米,能容纳传感器、摄像头之类的元件。它们通常由火箭送入近地轨道,并在那里运行6个月左右,然后盘旋下降至地球的大气层并在那里燃烧、化为灰烬。

一些立方体卫星只有基本的转向装置,但要让它们改变运行轨道、甚至造访其他行星,就需要新的技术。这是因为连如今最有效的推进方法,离子发动机,都无法缩小至立方体卫星的尺码。

而洛扎诺及其同事将用一种被称为离子液体的非同寻常的物质——完全由带正电或负电的离子组成——来推进他们的立方体卫星。在这种引擎中,大量离子液体被一个带孔的金属芯片逐渐吸收,并在其表面的针孔中形成微小的水池。在一个小电场启用后,这些水池就变成了圆锥体,这些圆锥体增强了电场,这样电场就强大到以稳恒束的形式拉开离子。

洛扎诺小组在试验室发射了这种推进器,并算出只要8克离子液体就能推动一颗两公斤重的立方体卫星,并将其运行轨道改变100公里。该小组计划明年在发射一颗立方体卫星时对这一点进行测试。最终目的是将这样一颗卫星送到一颗小行星上收集一勺尘土。

朗迈尔小组有一个与之匹敌的推进计划。他们的立方体卫星双极推进器,像传统的离子引擎一样,使用的是氙。差别在于立方体卫星双极推进器增加了一个外形精心设计的强磁场,它防止氙离子撞向引擎壁,从而造成浪费。

报道称,在行星或月球周围的轨道上,带推进装置的一组立方体卫星可以做昂贵的大型卫星无法做到的许多事情,比如,同时监控大气层中的几个场所。(参考消息网)