立方体卫星——由10厘米边长的立方体构成，通常使用现成零件制造的航天器——已经在近地轨道上无处不在，从事着从地球观测到太空细菌蛋白质研究的各种工作。现在，科学家们渴望将它们送往更远的地方，超过十几个深空立方体卫星正在筹备中。
每次行星际任务的成本通常不超过1000万美元，这意味着这种小型飞行器可以承担更昂贵项目无法承担的风险。它们还可以成群工作，从而进行新型实验。立方体卫星通常搭乘其他任务的发射顺风车，而前往近地轨道的旅程（例如往返国际空间站的货运飞船）相对常见，而前往太阳系其他地方的任务则罕见得多。
鸣谢：《自然》，2016年7月6日，doi:10.1038/535019a
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发射机会如此难得，以至于美国国家航空航天局的双子星 INSPIRE 小型航天器——旨在测试未来任务关键技术的第一颗行星际立方体卫星——已经等待了将近两年。“我们仍然需要找到一个搭乘机会，”加利福尼亚州帕萨迪纳市美国国家航空航天局喷气推进实验室创新铸造厂的负责人安东尼·弗里曼说。
立方体卫星最初在1999年被设想为一种教学工具。如今，它们执行着商业任务和近太空科学研究。但深空带来了更大的挑战（见“微型探险者”）。它们的小尺寸无法容纳标准的推进和远程通信设备，更不用说复杂的科学仪器了。
欧洲航天局（ESA）负责立方体卫星开发的罗杰·沃克表示，工程师们正在开始克服这些问题。为了解决通信问题，欧空局的第一颗行星际立方体卫星将通过母船与地球通信。立方体卫星将参与计划于2020年进行的欧空局-美国国家航空航天局联合小行星撞击和偏转评估（AIDA）任务，在该任务中，它们将承担危险的工作，例如在大型探测器冲入小行星时进行近距离数据收集。
美国国家航空航天局计划前往木卫二的任务目前正在开发中，也将使用母-女模式，部署一批立方体卫星，近距离飞掠这颗木星卫星。科学家认为木卫二的冰冷表面下可能存在生命。
独立的深空立方体卫星任务也指日可待。美国国家航空航天局已经开发出一种微型无线电通信系统，能够直接从火星及更远的地方与地球通信。该机构将在 INSPIRE 上测试该系统——它有一个次要任务，即绘制地球磁场和太阳风之间相互作用的地图——以及火星立方体一号（MarCO），这是一对通信卫星，计划在“洞察号”火星任务于2018年发射（在推迟两年后）时搭载升空。美国国家航空航天局还开发了用于推进的小型冷气推进器，以及可以存活于地球磁场保护之外的抗辐射电子设备。
与此同时，欧洲的公司正在开发高效离子发动机，而罗马一家名为 IMT 的公司正在研究如何利用可展开的太阳能电池板为这些发动机供电，这些太阳能电池板可以转动以始终面向太阳。沃克说，所有这些技术加在一起，使得独立的立方体卫星任务成为可能。
弗里曼预测，到下一个十年末，可能会有超过一百颗立方体卫星被派往整个太阳系——但前提是它们能够进入太空。他呼吁所有航天机构同意在每个主要的行星任务中携带至少一颗立方体卫星。沃克对此表示赞同：“这真的会刺激这个领域。最终，这是行星际立方体卫星需要克服的主要问题，除了通信之外。” 这意味着在任务的设计阶段早期就要制定立方体卫星搭载的计划。
为了应对大量的立方体卫星提案，美国国家航空航天局还希望看到开发出更多低成本的商业发射器，用于运载数十到数百公斤的有效载荷，而不是为通信卫星设计的典型5吨发射器。弗里曼说，这种较小的火箭可能可以运载几十个 5 公斤重的立方体卫星进入近地轨道，或者可以进行改装以包括一个可以将单个立方体卫星送入深空的上面级。他希望使用类似的方法将一个自由飞行的探测器送往金星，在那里它将掠过这颗行星的酸性大气层。
瞄准月球的立方体卫星可能会更容易搭乘。美国国家航空航天局的太空发射系统（一种旨在将人类送入地球轨道之外的重型火箭）将在其2018年的首次发射中携带13颗立方体卫星和一个无人驾驶的“猎户座”飞船。货物将包括“月球手电筒”，它将使用反射的光束来寻找月球黑暗陨石坑中的冰沉积物，以及旨在探索附近小行星的“近地小行星（NEA）侦察器”。
欧空局正在开发一种单独的月球进场方式。它与英国吉尔福德的萨里卫星技术有限公司（SSTL）和英国赫尔斯顿的古恩希利地球站一起，正在开发一种可以解决两个问题的系统：一个可以提供前往月球的运输和数十颗立方体卫星的数据中继的商业母船，每个航天器的费用约为 500 万英镑（660 万美元）。SSTL 的克里斯托弗·桑德斯说，最终，这种模式可以扩展。“本质上，我们想建立一个太阳系互联网，”他在 5 月下旬在牛津举行的星际立方体卫星研讨会上说。
弗里曼表示，立方体卫星很快就能携带几年前似乎还遥不可及的仪器，例如高分辨率成像仪和雷达高度计。美国国家科学院、工程院和医学院最近对立方体卫星潜力的调查得出结论，这些探测器有能力进行“出色的科学”研究，密歇根大学安阿伯分校的太空科学家托马斯·祖布琛在会议上说。“其中很多还有待想象。”
本文经许可转载，并于2016年7月6日首次发表。