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NASA測試蒸汽動力立方體衛星 可在太空中相互控制

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立方體衛星是一種擁有巨大發展前景的微型飛船。由於個頭小,它們並不適合傳統的推進方式。這促使科學家尋找具有創造性的方式為立方體衛星提供驅動力,包括利用太陽光子和利用水作為推進劑。美國宇航局(NASA)的OCSD任務選擇了後者,利用蒸汽驅動低地球軌道的立方體衛星。

美國宇航局的OCSD立方體衛星,利用水產生蒸汽以獲得推進力

基於蒸汽的推進方式已經有數千年歷史。對於當前的微型飛船,蒸汽驅動是一個極具吸引力的選擇。眾所周知,水不含有任何揮發性化學物質,也就避免了發射時的爆炸風險。此外,水的分子量較低,也很容易轉化為蒸汽。

一些研究機構正為立方體衛星研發蒸汽推進技術。普渡大學2017年製造的一個立方體衛星原型就是一個特別有發展前景的例子。這款衛星的四個推進器只需要幾茶匙水,便可獲得足夠的驅動力。

從國際空間站釋放的三顆立方體衛星,漂浮在地球上空

自2017年12月進入低地球軌道以來,美國宇航局的OCSD(光通信與感測器演示的英文首字母縮寫)任務便在太空中測試蒸汽推進以及其它技術。這個項目共有三顆立方體衛星,水基推進系統拉近了其中兩顆衛星,讓它們的距離不到20英尺(約合6米)。

操作中,兩顆衛星抽取油箱中的水,將水加熱產生蒸汽,蒸汽以很短的頻率噴出,改變衛星在太空中的位置。不過,OCSD任務的首要目標並非為立方體衛星演示這項推進技術,而是探索新的光通信手段,提高向地球傳輸數據的效率。此外,這項任務還研究如何讓小飛船以「組團」方式執行各種任務。組成編隊時,小飛船彼此靠得很近。

OCSD項目的立方體衛星,用於在地球軌道測試新技術

OCSD項目組利用GPS接收器、光學接近度感測器和激光測距儀追蹤立方體衛星在太空中的移動。當兩顆小衛星通過無線電線路進行交互時,彼此間的距離在5.5英里(約合8.85公里)左右。其中一個立方體衛星(個頭與紙巾盒相當)隨後向另一顆發送指令,命令它點燃推進器,進一步向它靠攏。

這些操作都是操作人員提前編排的。美國宇航局表示這是首次讓兩顆處在低地球軌道的立方體衛星進行協調機動。這項測試旨在探尋立方體衛星組成編隊,相互協同完成預定任務的潛力。

火星立方體衛星MarCO藝術概念圖

Aerospace公司小衛星部門負責人達倫·羅恩表示:「從部署到現在,一年半時間過去了。作為這項任務的一部分,OCSD項目組將繼續驗證各種新技術。讓自主小型飛船編隊執行深空探索任務,這無疑是一個令人興奮的想法。」

來源:漫步宇宙

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