突破Starshot,这项 耗资1亿美元的计划 旨在于

日期:2018-09-18


    

1957年,苏联通过飞行第一颗人造卫星Sputnik 1(震动了183磅)震惊世界。(83公斤)金属球,大约是篮球大小的两倍,向任何在地球上收听的人播放无线电信息。6月23日,Breakthrough Starshot发射了不少于六颗卫星进入低地球轨道,作为补充有效载荷在印度火箭上发射,发射了由欧洲航天公司OHB System AG建造的另外两颗教育卫星。

这六颗卫星相对比较精致,但远远高于它们的重量。被称为“Sprites”的每一块都是0.14盎司(4克)的电路板片,只有1.4英寸(3.5厘米)的一面,将太阳能电池板,计算机,传感器和通信设备包装成一张等于美国邮票的区域。突破Starshot的代表,由俄罗斯亿万富翁尤里米尔纳资助,促成了将精灵捎带入轨道的交易。他们还与美国国务院合作,确保该项目不违反限制航天硬件出口的严格联邦法规。[ 图片中的突破星光:激光帆纳米技术探索其他星系 ]

散装制造,低成本Sprites可以部署和联网数百或数千个,以创造前所未有的空间传感器阵列,每个工艺都非常轻巧,无需推进剂即可操作,仅通过辐射移动或维护其轨道星光的压力或行星磁场赋予的力。更为疯狂的是,Sprites未来的迭代可能成腾讯分分彩平台注册为突破性的“StarChips” - 与薄薄的,米宽的“灯光”相结合的航天器,以20%的光速传播到Alpha Centauri或其他附近的恒星,由来自庞大的地面激光阵列的高功率光子脉冲。朝着这个满天星斗的目标前进 突破性的代表说,这个组织将在今年晚些时候就光学,通腾讯分分彩平台注册信,材料科学和其他学科的相关“重大挑战”征求研究建议

“这是我们向星际距离发送的早期版本,”突破Starshot的执行董事兼美国宇航局艾姆斯研究中心前主任皮特沃登说。“此外,这是另一个明显的证据,表明各国可以共同努力,在太空中做出伟大的事情。这些是欧洲航天器,美国纳米卫星有效载荷在印度助推器上发射 - 你不可能得到更多的国际化。 “

就目前而言,就像以前的Sputnik一样,低地球轨道上的每个精灵都携带一个无线电发射器,几乎任何人都可以相对容易地收听它,作为现实证明新兴太空飞行能力可以证明是革命性的。[ 画廊:星际星际旅行的愿景 ]

然而,精灵的革命并没有被电视转播,而且目前正在努力在电台上听到。每个母舰的外部都有一个Sprite - 拉脱维亚文塔卫星和意大利Max Valier卫星,后者还有四个额外的精灵等待作为完全独立的太空船部署到太空。从部署的Sprites上的微小磁力计和陀螺仪进行的无线电遥测将用于跟踪航天器在它们移动,旋转和翻滚时的情况,以更好地了解它们的轨道动力学。加利福尼亚州和纽约州的地面站已从至少一个外部安装的Sprites接收到无线电信号,但是任务控制器正在努力与Max Valier建立通信,Max Valier可能未能部署自己的无线电天线。

“我们已经从至少一个雪碧那里得到了信号,但我们不确定是哪一个,因为我们没有同时收到两个信号,”哈佛大学的博士后研究员扎克曼彻斯特说,他正在为突破性的星火项目负责。2007年,曼彻斯特开始在Sprites工作,同时在康奈尔大学获得博士学位,与康奈尔大学教授梅森佩克和另一位博士生Justin Atchison一起工作。

尽管遭遇挫折,但沃登仍然看好该任务的价值。“我们的主要目标是证明Sprite的通信和电力系统可以在太空中运行 - 这是我们需要采取进一步措施所需的基准数据,”他说。“从我们的角度来看,这个实验已经100%成功。”

曼彻斯特同样热情洋溢:“这是我们第一次通过在太空中飞行它们来成功地展示精灵端对端,为它们腾讯分分彩平台注册提供阳光并在地球上接收它们的信号。腾讯分分彩平台注册” 他说,每个雪碧在阳光直射下只能产生100毫瓦的电量。这几乎不足以维持典型的无线路由器的天线,但在理想情况下足以从低地球轨道以类似于传真机的速率传输数据。更令人印象深刻的是,这些100毫瓦也足以运行Sprite的板载微处理器,它在原始计算能力方面超过了20世纪90年代的许多全尺寸卫星。曼彻斯特说,这两种母舰都处于稳定的轨道上 - 为任务控制器提供足够的时间来尝试各种修复 - 而精灵之前已经承受过长期的太空暴露。2011年,在其倒数第二次任务期间,奋进号航天飞机向国际空间站(ISS)运送了三架飞机,作为材料科学实验的一部分,它们在外面安装了三年。那座山远离地球,阻止它们的信号到达地球。但是一旦从太空带回来,Sprites仍然处于正常工作状态,当他们在实验台上沐浴着太阳灯的光芒时,他们很高兴地在收音机里叽叽喳喳地说。

另一次示威尝试发生在2014年,当时由人群资助的鞋盒大小的腾讯分分彩平台注册“ KickSat ”将一百个轻量级宇宙飞船送入轨道。但是这些精灵无法从短命的KickSat部署,因为担心它们可能会制造(或变成)无法控制的空间碎片,这可能对宇航员在当时飞往国际空间站的途中使用联盟号火箭造成严重威胁。(美国空军使用强大的雷达对大多数空间碎片进行编目和跟踪,为宇航员和卫星提供早期预警,但精灵太小,以至于无法看到这种监视。)[ 照片:空间碎片图像和清理概念 ]

对近乎无形的碎片群的恐惧在Sprites和类似大小的纳??米卫星上形成了各种各样的天花板,美国联邦官员已经非正式地禁止他们冒险在地球上空超过250英里(400公里)的地方冒险。低于该阈值,航天器的轨道相对较快地衰减,使其能够在数周或数月内无害地重新进入并在大气中燃烧。“这是可预见的未来的非官方舒适区,”曼彻斯特说,并补充说,他和他的合作者正在研究使Sprites更容易登记雷达的方法。“但如果我们能将这些发送到地球轨道之外,”他补充说,“所有的赌注都将被取消。”

曼彻斯特说,在它们到达恒星之前,Sprites更有可能首先在深空中形成三维天线腾讯分分彩平台注册,以监测可能威胁地球电网和轨道太空船的太空天气。他认为,更大的行星际探测器可以部署成群的精灵,用有传感器寻找矿藏或外星生命迹象的有希望的小行星,卫星和行星。

根据沃登的说法,这将是一个强有力的空间科学新范式。“最终,NASA所做的每项任务都可以携带这些纳米模型进行各种测量,”他说。例如,如果你在火星或其他任何地方寻找生命的证据,你可以负担得起使用数百或数千种这些东西 - 它们中的许多可能无法正常工作并不重要。这是一种革命性的能力这将为各种探索带来各种机会。“

本文最初发表于 ScientificAmerican.com。? ScientificAmerican.com。版权所有。在Twitter 腾讯分分彩平台注册 @SciAm和@SciamBlogs上关注Scientific American。访问 ScientificAmerican.com ,获取最新的科学,健康和科技新闻。