NASA拟用纳卫星开展行星探索

虽然低地轨道上有越来越多与面包差不多大小的小型卫星在采集数据，但这种低成本技术尚未被应用于观测太空中的物理现象。不过，美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心的技术专家杰米·艾斯珀正在推进一个“改变游戏规则”的概念——利用立方体纳卫星（CubeSat）开展行星探索。

   这个名为“纳卫星应用于行星进入任务（CAPE）”的概念涉及两个组件的开发：一个机械舱，用于推进飞船抵达空间目标，一个独立的行星进入探测器，能够在快速坠入并穿过一颗地外行星大气的过程中幸存，并一路传回可靠的科学和工程数据。物理学家组织网报道称，艾斯珀的团队计划今年夏天在新墨西哥州萨姆纳开展高空气球飞行任务，测试进入探测器原型——微返回舱（MIRCA）的稳定性。
   “CAPE/MIRCA概念与其他的纳卫星任务都不一样。”艾斯珀说，“它有一个额外步骤：发射一个完整的探测器进行科学调查。我们是唯一检测这一概念是否可行的研究者。”
   按照设想，CAPE/MIRCA飞船（包括机械舱和进入探测器）的重量不超过4.9千克，边长不超过10.1厘米。从母船释放后，进入探测器将展开小型太阳能电池板或依靠内部电池供电，开始前往另一个行星体的旅程。一旦抵达，携带着传感器的进入探测器将与机械舱分离，坠入目标行星的大气中，并向母船发送大气压力、温度和组成的数据，这些信息随即被传回地球。
   纳卫星的美妙之处在于其多功能性。由于建造和部署成本相对较低，科学家可以发射多个探测器进行多点采样，这是目前NASA的标配——单一的行星探测器力所不能及的。科学家可以根据不同的目标行星量身打造仪器包。艾斯珀将在MIRCA上安装加速计、陀螺仪、热和压力传感器，以及用于测量特定气体的辐射计。
   今年夏天的高空气球测试任务将是CAPE/MIRCA概念迈向可行性的第一步。根据计划，MIRCA原型将从距地面30公里高空中的气球吊篮上坠下，以测试其空气动力稳定性和操作理念。MIRCA的自由落体速度最高有望达到1马赫，与音速相当。艾斯珀说：“如果进入探测器证明是成功的，就能吸引潜在的合作伙伴为我们提供其余的部分（指机械舱，包括推进和姿态控制子系统）。”
   除了高空气球，艾斯珀还想在国际空间站上测试进入探测器，使其暴露在空间飞行和再入加热条件下，这个实验最早可在2016年进行。
   “MIRCA高空气球实验标志着纳卫星行星进入探测器的首次飞行测试。”艾斯珀说，“这将给行星探索带来前所未有的新机遇，对于戈达德来说，也是一个改变游戏规则的机会。”
   左图 研究人员将在今年夏天测试进入探测器原型的稳定性。