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CANYVAL-X:两颗立方体卫星,一架望远镜

    时间:2016年03月30日    浏览次数: 收藏
导读:预定将于今年发射的一项创新性的立方体卫星任务将论证自由飞行卫星的可行性。一个国际小组尝试今年发射一对独特的天文卫星,这对卫星将为未

预定将于今年发射的一项创新性的立方体卫星任务将论证自由飞行卫星的可行性。

一个国际小组尝试今年发射一对独特的天文卫星,这对卫星将为未来的任务测试自由飞行的日冕仪。

CANYVAL-X(NASA与延世大学借助虚拟望远镜排列的立方体卫星天文学实验)的特点是一对小型卫星,其中一架携带光学仪器,另一架携带探测器。它们将在飞行期间构成一架串联式望远镜。编队飞行可以让一颗卫星在另一颗卫星的视线方向阻隔一个目标天体的辐射。这样的日冕仪将使天文学家得以研究明亮辐射源附近的天体,如靠近明亮主星的系外行星,或是太阳难以捉摸的日冕。

来自NASA戈达德太空飞行中心的项目经理尼拉夫·沙恩(Neerav Shah)说:“CANYVAL-X是一个工程概念论证任务。”这一任务的目的是测试两颗卫星在太空中可以以多高的精度彼此对准。

虽然太阳和日球层探测器这样的卫星拥有内置的日冕仪,而其他卫星已经论证过了串联式自由飞行的能力,不过CANYVAL-X将实现太空中的一个第一:让两颗卫星在飞行期间对准一个遥远的辐射源。当在环绕地球的低轨道上以超过每秒4.5英里的速度运动时,这样的壮举并不容易实现。

为未来铺路

在NASA戈达德中心最近的一篇新闻报道中,沙恩说:“任何以串联方式飞行并进行测量的卫星都必然会带来裨益。如果我们论证了这一概念,我们将让新一代空间望远镜变为可能。”

两颗CANYVAL-X卫星是由NASA、韩国延世大学以及韩国航空航天研究所合作建造的,绰号是“猫和老鼠”(Tom and Jerry)。老鼠是一颗1U的立方体卫星,边长10厘米(大小与柚子相当),而猫是一颗2U的卫星(本质上说是两颗叠在一起的1U立方体卫星),内里安装有照相机。两颗卫星将搭乘SpaceX公司的猎鹰-9型火箭从加州的范登堡(Vandenberg)空军基地与其他立方体卫星载荷以及台湾的FORMOSAT-5卫星一同升空,发射时间定在了2016年5月。

作为概念论证任务,CANYVAL-X将论证自由飞行的空间日冕仪的关键技术,包括使用毫牛顿推进器实现的微推进技术、相对位置感应,还有两颗卫星之间的通信控制。CANYVAL-X最初是作为虚拟望远镜论证任务(VTDM)构思的,在计划的3个月工作时间内将对太阳进行观测。

CANYVAL-X卫星的在轨排列。(图片提供:NASA/KARI/Yonsei)

猎鹰-9型火箭会将CANYVAL-X送入环绕地球的太阳同步轨道,这样两颗小型卫星会彼此间距10米(33英尺)飞行,永远对准太阳进行观测。

虽然詹姆斯·韦布空间望远镜以及广域红外巡天望远镜等计划都携带有内置式星冕仪,但自由飞行的同类仪器可以提供更多东西。它们有着长数百英尺的基线,因此“泄漏”的光线较少,也就是说环绕着阻挡星光的掩星板的光线衍射更弱。这样可以实现亚角秒级的分辨率,因此伴随的探测器可以分辨出太阳附近或是远方恒星周围密近轨道上的细节。甚至还可以通过增减两颗卫星之间的距离来改变焦距。

自由飞行的星冕仪概念已经被提出很久了。实际上,1975年的阿波罗-联盟测试任务(主要目的是凸显美苏合作)就进行了一项实验,让联盟号在太阳落入阿波罗飞船后方时进行观测。但是由此获得的图像根本达不到天文级别。

最近技术开始赶了上来。瑞典空间合作组织在2010年借助其原型研究仪器以及空间任务技术促进卫星(PRISMA)进行了一些尝试。而欧洲空间局的PROBA-3(载荷天文学计划)预计将于2018年发射,也将携带由两颗卫星组成的概念论证性日冕仪。未来以独立日冕仪为特征的计划提议包括新世界观测者,它是搜索系外行星的任务概念。

同时,在2016年唯一的一次日全食期间,你可能会看到一些来自印尼的日冕迷人照片。CANYVAL-X将铺平道路,让拍摄这样的照片变成例行公事。

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