NASA测试蒸汽动力立方体卫星可在太空中相互控制学术资讯

来源：国家空间科学中心

立方体卫星是一种拥有巨大发展前景的微型飞船。由于个头小，它们并不适合传统的推进方式。这促使科学家寻找具有创造性的方式为立方体卫星提供驱动力，包括利用太阳光子和利用水作为推进剂。美国宇航局（NASA）的OCSD任务选择了后者，利用蒸汽驱动低地球轨道的立方体卫星。

美国宇航局的OCSD立方体卫星，利用水产生蒸汽以获得推进力

基于蒸汽的推进方式已经有数千年历史。对于当前的微型飞船，蒸汽驱动是一个极具吸引力的选择。众所周知，水不含有任何挥发性化学物质，也就避免了发射时的爆炸风险。此外，水的分子量较低，也很容易转化为蒸汽。

一些研究机构正为立方体卫星研发蒸汽推进技术。普渡大学2017年制造的一个立方体卫星原型就是一个特别有发展前景的例子。这款卫星的四个推进器只需要几茶匙水，便可获得足够的驱动力。

从国际空间站释放的三颗立方体卫星，漂浮在地球上空

自2017年12月进入低地球轨道以来，美国宇航局的OCSD（光通信与传感器演示的英文首字母缩写）任务便在太空中测试蒸汽推进以及其它技术。这个项目共有三颗立方体卫星，水基推进系统拉近了其中两颗卫星，让它们的距离不到20英尺（约合6米）。

操作中，两颗卫星抽取油箱中的水，将水加热产生蒸汽，蒸汽以很短的频率喷出，改变卫星在太空中的位置。不过，OCSD任务的首要目标并非为立方体卫星演示这项推进技术，而是探索新的光通信手段，提高向地球传输数据的效率。此外，这项任务还研究如何让小飞船以“组团”方式执行各种任务。组成编队时，小飞船彼此靠得很近。

OCSD项目的立方体卫星，用于在地球轨道测试新技术

OCSD项目组利用GPS接收器、光学接近度传感器和激光测距仪追踪立方体卫星在太空中的移动。当两颗小卫星通过无线电线路进行交互时，彼此间的距离在5.5英里（约合8.85公里）左右。其中一个立方体卫星（个头与纸巾盒相当）随后向另一颗发送指令，命令它点燃推进器，进一步向它靠拢。

这些操作都是操作人员提前编排的。美国宇航局表示这是首次让两颗处在低地球轨道的立方体卫星进行协调机动。这项测试旨在探寻立方体卫星组成编队，相互协同完成预定任务的潜力。

火星立方体卫星MarCO艺术概念图

Aerospace公司小卫星部门负责人达伦·罗恩表示：“从部署到现在，一年半时间过去了。作为这项任务的一部分，OCSD项目组将继续验证各种新技术。让自主小型飞船编队执行深空探索任务，这无疑是一个令人兴奋的想法。”

来源：nssc1958 国家空间科学中心

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