研究人员计划在未来 18 个月内发射一颗微型航天器进入地球轨道及更远区域，这是一项新型推进技术的关键测试，该技术可能有助于将行星探测的成本降低 1000 倍。
科学家和工程师们正在为超小型立方体卫星开发一种新型等离子推进系统。他们表示，如果一切顺利，未来在不久的将来，发射一项前往木星的海洋卫星欧罗巴或其他引人入胜的世界的生命探测任务，可能只需花费 100 万美元。
密歇根大学等离子体物理学家和助理教授、项目负责人本·朗米尔说：“我们希望能够开展目前耗资约 10 亿美元，或者可能 5 亿美元的新任务——例如，去探索木星和土星的卫星。”
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为了启动这项工作，朗米尔和他的团队在 Kickstarter 网站上发起了一项众筹活动，时间为周四（7 月 4 日）。他们希望在 8 月 5 日之前至少筹集 20 万美元，这应该足以将微型推进器送上首次太空之旅。
微型推进器技术
立方体卫星是廉价且微小的航天器，重量仅约 11 磅（5 公斤）左右。目前，它们通常仅限于地球轨道，在那里它们被动地环绕地球运行，直到它们的轨道衰减并在地球大气层中燃烧殆尽。
但研究人员表示，新型推进系统——该团队称之为立方体卫星双极推进器，或 CAT——可能会改变这一切，将这种小型航天器变成行星际探测器。
CAT 是一种等离子发动机，通过加速从放电室喷出的超热电离气体产生推力。CAT 推进器由太阳能电池板供电，永磁体将引导等离子体从航天器后部喷出。
CAT 在概念上类似于美国宇航局的黎明号航天器所使用的离子发动机，黎明号航天器围绕着原行星灶神星运行了一年多，现在正在前往研究谷神星，谷神星是火星和木星之间主小行星带中最大的天体。在很长一段时间内，这种推进器可以将航天器加速到比传统化学火箭更高的速度。
但对于 CAT 来说，一切都必须在微观尺度上工作。推进器和动力系统的重量将小于 1 磅（0.5 公斤），而推进剂的供应——可能是碘或水，尽管可以使用许多不同的物质——将被限制在约 5.5 磅（2.5 公斤），研究人员说。
大多数 CAT 组件都已单独制造和测试，研究人员表示，团队在将它们整合为一个统一的整体方面取得了良好进展。
朗米尔告诉 SPACE.com：“目前存在的障碍是让我们新设计的推进器启动并运行。我们认为我们离实现这一目标还有大约三周的时间。我们真的在加速前进，全力以赴。”
进入地球轨道及更远区域
新的 CAT Kickstarter 活动的主要目标是筹集足够的资金，以便在地球轨道上对发动机进行太空测试。朗米尔说，该团队计划在未来 18 个月内发射其首个探测器，尽管有可能更快升空。
该团队计划将首个配备 CAT 的探测器也送入深空——不是一直到欧罗巴或土星的间歇泉喷射卫星恩克拉多斯，但要足够远，以展示 CAT 的能力。
朗米尔说：“我们的次要目标是将其送出地球轨道，并向社区证明这东西有效。如果它确实有效，那么在传统意义上就更容易获得资金和撰写拨款。”
筹集 20 万美元应该可以实现所有这些目标，而达到其他资金里程碑将使 CAT 团队能够应对“扩展目标”。例如，如果 Kickstarter 活动净收入 50 万美元，团队将通过购买商业发射来快速推进其太空之旅，而筹集 90 万美元将实现两颗立方体卫星“太空竞赛”以逃离地球轨道。
朗米尔及其在密歇根大学的核心团队正在与包括三个不同的 NASA 中心——加利福尼亚州莫菲特菲尔德的艾姆斯研究中心、加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室和俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心在内的各种机构的专家合作。
小行星采矿公司行星资源公司是另一个合作伙伴。这家由亿万富翁支持的公司（其中包括谷歌高管拉里·佩奇和埃里克·施密特等投资者）有兴趣可能使用配备 CAT 的探测器以低成本进行近距离小行星侦察，朗米尔说。
他说：“这就是我们介入的地方——派遣小型航天器作为侦察兵、无线电信标，去无线电标记它。”
CAT 团队成员表示，小行星标记只是该技术的众多潜在应用之一。例如，由 CAT 驱动的立方体卫星群还可以提供廉价的全球互联网接入，或者研究太阳爆发对地球附近的影响，帮助科学家更好地了解和预测空间天气。
还有以 100 万美元的预算开展精简的生命探测任务来吸引人们前往欧罗巴、恩克拉多斯或其他引人入胜且遥远的世界。朗米尔说，由于 CAT、太阳能电池板效率的提高、微处理器尺寸的减小以及其他技术进步，这些努力可能很快就会实现。
朗米尔说：“我认为我们有机会——或多或少是历史上第一次——去看看我们是否可以在我们自己的太阳系中进行这些生命探测。不仅仅是观察它们，而是去携带传感器，进行原位测量，驾驶小型航天器穿过恩克拉多斯的羽流。我们认为我们可以在相对较近的未来做到这一点。”
要了解有关 CAT 引擎和 Kickstarter 活动的更多信息，请访问：https://www.kickstarter.com/projects/597141632/cat-a-thruster-for-interplanetary-cubesats
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