研究人員計劃在未來 18 個月內發射一顆微型航天器進入地球軌道及更遠區域，這是一項新型推進技術的關鍵測試，該技術可能有助於將行星探測的成本降低 1000 倍。
科學家和工程師們正在為超小型立方體衛星開發一種新型等離子推進系統。他們表示，如果一切順利，未來在不久的將來，發射一項前往木星的海洋衛星歐羅巴或其他引人入勝的世界的生命探測任務，可能只需花費 100 萬美元。
密歇根大學等離子體物理學家和助理教授、專案負責人本·朗米爾說：“我們希望能夠開展目前耗資約 10 億美元，或者可能 5 億美元的新任務——例如，去探索木星和土星的衛星。”
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為了啟動這項工作，朗米爾和他的團隊在 Kickstarter 網站上發起了一項眾籌活動，時間為週四（7 月 4 日）。他們希望在 8 月 5 日之前至少籌集 20 萬美元，這應該足以將微型推進器送上首次太空之旅。
微型推進器技術
立方體衛星是廉價且微小的航天器，重量僅約 11 磅（5 公斤）左右。目前，它們通常僅限於地球軌道，在那裡它們被動地環繞地球執行，直到它們的軌道衰減並在地球大氣層中燃燒殆盡。
但研究人員表示，新型推進系統——該團隊稱之為立方體衛星雙極推進器，或 CAT——可能會改變這一切，將這種小型航天器變成行星際探測器。
CAT 是一種等離子發動機，透過加速從放電室噴出的超熱電離氣體產生推力。CAT 推進器由太陽能電池板供電，永磁體將引導等離子體從航天器後部噴出。
CAT 在概念上類似於美國宇航局的黎明號航天器所使用的離子發動機，黎明號航天器圍繞著原行星灶神星運行了一年多，現在正在前往研究穀神星，穀神星是火星和木星之間主小行星帶中最大的天體。在很長一段時間內，這種推進器可以將航天器加速到比傳統化學火箭更高的速度。
但對於 CAT 來說，一切都必須在微觀尺度上工作。推進器和動力系統的重量將小於 1 磅（0.5 公斤），而推進劑的供應——可能是碘或水，儘管可以使用許多不同的物質——將被限制在約 5.5 磅（2.5 公斤），研究人員說。
大多數 CAT 元件都已單獨製造和測試，研究人員表示，團隊在將它們整合為一個統一的整體方面取得了良好進展。
朗米爾告訴 SPACE.com：“目前存在的障礙是讓我們新設計的推進器啟動並執行。我們認為我們離實現這一目標還有大約三週的時間。我們真的在加速前進，全力以赴。”
進入地球軌道及更遠區域
新的 CAT Kickstarter 活動的主要目標是籌集足夠的資金，以便在地球軌道上對發動機進行太空測試。朗米爾說，該團隊計劃在未來 18 個月內發射其首個探測器，儘管有可能更快升空。
該團隊計劃將首個配備 CAT 的探測器也送入深空——不是一直到歐羅巴或土星的間歇泉噴射衛星恩克拉多斯，但要足夠遠，以展示 CAT 的能力。
朗米爾說：“我們的次要目標是將其送出地球軌道，並向社群證明這東西有效。如果它確實有效，那麼在傳統意義上就更容易獲得資金和撰寫撥款。”
籌集 20 萬美元應該可以實現所有這些目標，而達到其他資金里程碑將使 CAT 團隊能夠應對“擴充套件目標”。例如，如果 Kickstarter 活動淨收入 50 萬美元，團隊將透過購買商業發射來快速推進其太空之旅，而籌集 90 萬美元將實現兩顆立方體衛星“太空競賽”以逃離地球軌道。
朗米爾及其在密歇根大學的核心團隊正在與包括三個不同的 NASA 中心——加利福尼亞州莫菲特菲爾德的艾姆斯研究中心、加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室和俄亥俄州克利夫蘭的格倫研究中心在內的各種機構的專家合作。
小行星採礦公司行星資源公司是另一個合作伙伴。這家由億萬富翁支援的公司（其中包括谷歌高管拉里·佩奇和埃裡克·施密特等投資者）有興趣可能使用配備 CAT 的探測器以低成本進行近距離小行星偵察，朗米爾說。
他說：“這就是我們介入的地方——派遣小型航天器作為偵察兵、無線電信標，去無線電標記它。”
CAT 團隊成員表示，小行星標記只是該技術的眾多潛在應用之一。例如，由 CAT 驅動的立方體衛星群還可以提供廉價的全球網際網路接入，或者研究太陽爆發對地球附近的影響，幫助科學家更好地瞭解和預測空間天氣。
還有以 100 萬美元的預算開展精簡的生命探測任務來吸引人們前往歐羅巴、恩克拉多斯或其他引人入勝且遙遠的世界。朗米爾說，由於 CAT、太陽能電池板效率的提高、微處理器尺寸的減小以及其他技術進步，這些努力可能很快就會實現。
朗米爾說：“我認為我們有機會——或多或少是歷史上第一次——去看看我們是否可以在我們自己的太陽系中進行這些生命探測。不僅僅是觀察它們，而是去攜帶感測器，進行原位測量，駕駛小型航天器穿過恩克拉多斯的羽流。我們認為我們可以在相對較近的未來做到這一點。”
要了解有關 CAT 引擎和 Kickstarter 活動的更多資訊，請訪問：https://www.kickstarter.com/projects/597141632/cat-a-thruster-for-interplanetary-cubesats
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