NASA新计划:用小型卫星进行更多科学研究

网易
2018-06-23

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网易2018-06-23

6月22日消息,据国外媒体报道,美国航空航天局日前发布了征求意见书,面向天体物理学家收集用小型卫星进行宇宙天体物理研究的建议,而这或将颠覆我们对宇宙的原有认知和理解。

卫星制造商承诺要通过小型化卫星做很多事情:改变我们沟通交流的方式,改变我们观察地球的方式,改变我们预测天气的方式。它们比更大、更复杂的同类产品成本更低、开发速度更快、更容易更新迭代。但在开展的所有技术革命中,小型卫星的注意力都主要集中在如何对地球进行创新应用。

日前美国国家航空航天局开展了一个新项目,叫做“天体物理学科学小卫星研究”(Astrophysics Science SmallSat Studies),旨在将小型卫星技术应用到外太空。今年早些时候,美国国家航空航天局征求科学家们的意见,如何将小型卫星变成小型(但功能强大)的太空望远镜。答案将于7月13日揭晓。

尽管美国国家航空航天局还有其他小型卫星科学项目,但它们大多都在太阳系内部活动。“地球是明亮的;太阳也是明亮的,”项目官员迈克尔·加西亚(Michael Garcia)说,“所以小型望远镜可以很容易地看到东西。“但要想通过目标体发出的昏暗光线来观测远离太阳系的星体,通常需要更大的望远镜。”

在太空中,由于没有大气层的遮挡,望远镜不需要造得像地球上的天文台那样巨大。但是它们通常比单个小型卫星要大得多。这就是为什么美国国家航空航天局在征求意见时强调,新的小型卫星项目“旨在利用天体物理学科学界的创造力”。事实上,这个团体似乎确实有一些想法,如何使用更少的仪器做更多的科学研究。

去年,美国国家航空航天局向科学家们征求意见,询问他们是否有一个比亚轨道天体研究项目需要更多资金、打造一个比最小轨道任务需要更少卫星的系统的想法。美国国家航空航天局并没有提供资金、合作或其他任何东西。他们只是想要一篇五页纸的论文,内容是假设天体物理学家们手中有1000万到3500万美元的资金,该如何建立一个面向天体研究的小型卫星系统。“我们收到了55份回复,”加西亚说。“我们意识到,‘哇,人们真的对这个感兴趣。’”

例如,科学家们可以利用小型卫星进行时域天文学研究:观察爆炸、耀斑、闪光和脉冲,以及所有其他出现然后又消失的光波。这些现象任务很适合用小卫星观测,因为正如它们的名字所暗示的,它们通常都是明亮的。天文学家还可以利用这些仪器进行观测——例如在一个完整波段上观察整个天空——或者像其他望远镜一样,对较明亮或附近的物体给予重点观测,而其他望远镜可能会对更遥远和异常现象进行观测。

在了解到人们对于该领域的兴趣之后,美国航空航天局在今年2月份发布了一份征求意见书。获奖者——6到10人——将会得到NASA 100万美元的奖金,以及6个月的时间来设计一个专门面向天体物理学研究的小型卫星。

加西亚说:“我们想要给天体研究加油打气。”因为明年春天,在为期六个月的研究结束后不久,该机构将要求小望远镜梦想家们提交另一份提案——但这次是要实际建造一些东西。

相比于其他任务来说,这要比美国航空航天局的时间规划快很多。它的更大使命需要许多年的发展,而且必须完全按照计划进行。当你知道一个复杂的科学仪器必须工作时,你就会尝试使用经过验证的真实技术。

而对于小型卫星,加西亚说:“你可以承担比那些大而昂贵的事情更大的风险。”例如,对于将仪器发射到近地空间的亚轨道计划,美国国家航空航天局预设的目标成功率是85%。

当然,这并不是美国国家航空航天局通常要达到的目标。对于更实际的天文台或载人航天项目,该机构需要看到的是成功,而非可能的成功。但这些不计后果的小型卫星的优势在于,它们可以携带技术,最终可能会参与主要任务。它们可以测试实验性的新电路、传感器和软件。如果真的失败了,也只会损失几百万美元。但是,如果它们能够起作用,工程师们可以让它们执行更高级的任务,可能还会颠覆我们目前对宇宙的一些理解。

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