想象一下,一艘宇宙飞船在太阳系中以超过2倍的速度飞驰,每秒000米, 由满帆推进的, 不是风, 但是阳光.

这个想法可以追溯到几个世纪以前. 17世纪的德国天文学家约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler)目睹了后来被确认为哈雷彗星(Halley’s Comet)的经过,他首先认为太阳的能量有一天会被用来穿越太空.

几百年后, 工程师们正在利用这一见解设计太阳帆,利用反射材料利用来自太阳的光子,将航天器送入宇宙深处. 一些组织, 公共和私人的, 开发和测试太阳帆是为了追求一种不依赖于携带自身推进剂进入太空的推进系统吗.

这一新兴技术的最新例子是 行星协会“光帆”号, 这是一个基于立方体卫星的系统,具有巨大的太阳帆,并配备了两个由NBA买球设计的摄像机,作为发射有效载荷的一部分 SpaceX的空间测试计划2 6月24日任务.

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这是7月23日“光帆2号”航行帆部署序列的图片. 背景中可以看到下加利福尼亚和墨西哥. “光帆2号”的双185度鱼眼相机镜头可以捕捉到超过一半的帆. (图片来源:行星协会)

nba官方正规买球网站相机, 这也是2015年“光帆一号”任务的一部分, 在太阳帆展开的过程中,它在捕捉图像方面起着至关重要的作用. 这些信息在出错时特别有用, 为工程师提供上下文和数据,以便解决任何问题.

2MPC是一款200万像素的相机,配有鱼眼镜头和现成的传感器. 这听起来可能并不多——它的分辨率与今天的现代智能手机相比相形见绌——但正是包装让它适合这项工作. 套管设计允许它在暴露在所有极端空间的情况下工作. 这些相机是由NBA买球的员工设计和制造的, 它源于早期寻找一种能够安装在立方体卫星上的成像解决方案的努力.

“行星协会的这款相机的独特之处在于,他们把它挂在一个太阳能机翼的末端,那里除了360度的空间外什么都没有, 基本上,大卫·欣克利说, 航天实验室小型卫星部门的项目负责人. “它必须在热环境中生存,在那里它会被太阳加热或被太空冷却. 只要把它戴在手指上放在太空里,它就会很快乐."

“光帆2号”任务由行星协会执行, 一个私人, 非营利组织成立于1980年. 该组织的联合创始人之一, 已故天文学家卡尔·萨根, 是帮助将太阳帆的概念介绍给更广泛的公众的吗, 包括1976年在 《今夜秀 在那里他向约翰尼·卡森展示了一个船帆模型.

这张照片是在太阳帆展开的地面测试中拍摄的
这是在“光帆2号”部署测试期间在地面上拍摄的图像. (图片来源:行星协会)

“光帆2号”的四个三角聚酯薄膜风帆由四个钴合金吊杆展开, 形成一个总面积为32平方米的正方形,大约是一个拳击场的大小. 来自太阳的光——以光子的形式——击中了帆, 传递少量的动量来提供一个小但恒定的加速度源. 

两个航空相机, 配备加热器以抵御太空的寒冷, 是安装在航天器太阳能电池板的顶端吗. 

“有一个恒温器,在0℃时打开,在3℃时关闭.  有了这个集成了恒温器的电路,卫星上的飞行计算机或相机处理器就不必运行一个回路来监控温度,并决定何时给加热器供电,”欣克利说. 

从那里, 他们将以每7秒拍摄一张照片的速度拍摄多达64张照片. 这些图像被复制到航天器的飞行软件中,然后由地面控制人员下载.

NBA买球的目标, 根据行星协会的说法, 是利用来自太阳的足够推力,在一个月内将卫星的轨道提升一个可测量的量,并证明太阳帆是立方体卫星可行的推进方法吗. 

随着新一代小卫星继续重新定义什么类型的太空任务是可能的, 这也迫使科学家和工程师重新考虑太空旅行的基本方面,以最大限度地利用这些小包裹. 事实上, 这种由NBA买球设计的相机已经计划在未来的任务中发挥作用, 包括NASA正在进行的太阳帆设计工作.

太阳帆的相机
在加州理工大学圣路易斯奥比斯波分校进行了吊杆部署测试后,“光帆2号”被放置在部署台上. (图片来源:行星协会)

“NBA买球知道,由于相机的设计方式,它将在太空环境中很坚固. 市面上有很多相机,你可以从货架上买到的小型相机. 但是他们在设计的时候并没有想到要把它们送入太空。. 约翰·卡尔,美国宇航局马歇尔太空飞行中心的工程师.

卡尔领导的团队正在将薄膜太阳能电池嵌入太空帆本身的衬里,以便为小型卫星提供轻量但高性能的发电. 一项涉及技术的任务, 被称为轻量集成太阳能阵列和收发器或LISA-T, 预计会在下个十年初发生吗.

“你可以看到NBA买球开始发展立方体卫星平台,以小包装的方式进行大科学研究,”卡尔说.

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