距离人类上次踏足月球表面已有 40 多年了。但这并不意味着我们已经停止了对月球的探索。事实上,已经有超过 50 次成功的机器人月球探测任务,其中包括由三个不同航天机构运营的六项当前任务。
所以我们去过月球了。现在怎么办?许多人认为我们不应该回去——而是应该去 火星。但是,如果让人类登陆火星的唯一可行方法是 经由月球 呢?
这就是月球极地氢绘图仪,或者说“Luna-H Map”,正在试图弄清楚的事情。亚利桑那州立大学的 SpaceTrex 实验室 与 NASA 合作,制造了一颗微型卫星,其目标只有一个:测量和定位月球上水的确切含量。
我们为什么关心月球上的水?因为水可以分解成氢和氧,当你将这两种成分混合在一起时,就会产生燃烧。换句话说,月球上的水可以制成火箭燃料。
LunaH-Map 的总工程师 Jekan Thanga 梦想着为宇航员建立一个“月球加油站”。“想想看,我们可以在 L2 点设立一个加油站,”他说,指的是月球之外的一个引力点,该点允许太空中的补给保持静止。“我们的宇航员可以在前往火星或欧罗巴之前在那里停下来加油并储备补给。”
月球上的水可以制成火箭燃料。
月球上似乎有相当数量的 H2O,但科学家们不确定确切的数量有多少,或者它集中在哪里。LunaH-Map 的首席研究员 Craig Hardgrove 表示:“我们正试图证明月球两极存在水。”
多年来,NASA 一直希望回答这些问题,但它没有足够的资金或支持将人员或着陆器送回月球。这就是立方星技术发挥作用的地方。立方星是非常小的卫星,大小类似于一个超大号的魔方。先进的科学仪器可以被装载到这些微型航天器中,以与大型航天器相同的方式获取信息,但价格却只有其百分之一。这些 4 英寸的立方体还可以堆叠在一起,为仪器增加更多空间。(LunaH-Map 大约有一个麦片盒那么大。)
由于其体积小,立方星可以搭载大型有效载荷的火箭,并自行释放到自己的轨道上进行科学探测,这为探索太阳系提供了机会,否则这些任务将无法获得资助。
许多科学家都在争夺这些宝贵的有效载荷搭载机会。迄今为止,有一个特别的太空搭乘机会是立方星科学家们争夺的目标,它恰好搭载在有史以来最强大的火箭上。NASA 的太空发射系统(Space Launch System)和猎户座(Orion)飞船的首次正式发射将于 2018 年进行,它将搭载 11 项独立的立方星任务进入深空(包括 BioSentinel,它将测量太空辐射对酵母 DNA 的影响)。它还将绕月飞行,并放下 LunaH-Map 以及可能另外两颗月球立方星,以一劳永逸地解决水的问题。
但立方星不会止步于月球。明年,两颗立方星将随 NASA 的洞察号着陆器(Insight Lander)前往火星,成为首批离开地球轨道的立方星。
火星立方一号(Mars Cube One),或称 MarCO,立方星具有暂时但关键的目标:它们将充当洞察号着陆器与喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)科学家之间的实时通信中继。这项传递实时信息的任务传统上由火星轨道器奥德赛(Odyssey)承担。然而,奥德赛的轨道与洞察号的着陆坐标不符。取而代之的是,MarCo A 和 B 将在着陆器下降和着陆期间传递数据。之后,火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter)将接管与地球的通信,立方星的任务也将完成。
MarCo A 和 B 将是首批参与星际任务的立方星,但肯定不会是最后一批。有传言说将建造一颗立方星陪伴 NASA 未来前往木卫二(Europa)的探测任务。
欧罗巴(Europa)拥有比地球更多的水,因此前往欧罗巴的任务寄托了人们对寻找生命的厚望。前往木星卫星的旅程至少需要六年,任务科学家 只有一次机会 在飞掠时获取数据。增加一颗立方星有可能增加科学家从任务中获得的数据量和种类。
自 2000 年以来,已有 300 多个立方星任务在地球轨道上进行了测试和部署,包括行星学会(Planetary Society)今年的 LightSail。行星学会首席执行官 Bill Nye 曾说过关于立方星技术:“当你去探索时,会发生两件事。首先,你会做出发现。另一件事是你会经历一段冒险,我认为我们都想成为太空探索的一部分。”
随着科学家和工程师继续开发更高效的技术,立方星和这些小型科学仪器将继续为希望参与太空探索的大学和组织打开大门。只要还有更多的科学要做,还有未解之谜等待揭开,就可以肯定地说,立方星时代将继续前进,甚至可能帮助人类深入太空。