本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
随着2018年5月发射窗口的开启,机器人洞察号探测器即将前往火星。如果一切顺利,着陆器将于2018年11月下旬在埃律西姆平原的西侧着陆,这是一片横跨火星赤道的广阔平原。这个地点位于好奇号探测器漫游地点以北约600公里处,几乎正南是拥有42年历史的海盗2号着陆器更靠北的位置。
洞察号的主要科学重点是火星内部。它的灵敏地震仪得到了包括热探针在内的其他仪器的支持,热探针应该可以钻入地下5米深的松散岩石层,还有一个X波段发射器,可以精确跟踪行星自转和方向的变化。
这是一个非常棒的科学任务,但它也是一个非常酷的试验平台,用于测试一些受关注较少的东西。当洞察号发射时,它的阿特拉斯-V 上级火箭将搭载“搭便车者”——一对公文包大小的立方体卫星。
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与洞察号一样,这两艘小型航天器,合称为火星立方体一号(或 MarCO),将被助推到前往火星的行星际轨道。在追踪洞察号穿越太阳系的过程中,太阳能立方体卫星将在洞察号冲入火星大气层时充当关键的数据中继——洞察号将在高速下展开降落伞以减速,并最终使用 12 个小型下降发动机将自己降落到地表。
如果没有这两颗孪生立方体卫星,通过火星勘测轨道飞行器中继的洞察号探测器的数据可能会延迟长达一个小时,因为勘测轨道飞行器在同时接收和传输能力方面存在限制。MarCO 将像“自带”数据中继一样发挥作用,为 NASA 提供关于洞察号着陆的及时信息(当然,在信号穿越从火星到地球的距离之后)。
MarCO 双星的紧凑尺寸也意味着它们的无线电天线必须有所不同。两者都使用所谓的“反射阵列”——一种扁平天线,其图案模仿抛物面天线,以帮助将传输聚焦到地球。

图片来源:NASA 和 JPL-Caltech
虽然 MarCO 对于洞察号的成功并非必不可少,但它是新型行星和行星际支持系统的关键演示。未来,这些小型飞行器也可以帮助人类探索。
然而,这项测试存在很多风险。这两个设备必须在正确的时刻飞掠火星——在洞察号冲向地表时,以约 3,500 公里的距离掠过——并且它们必须调整方向,以便将数据中继回地球上的深空网络。
今年 11 月,在火星上空将上演一场有趣的芭蕾舞。