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一个艺术家的构想展示了探索号为NASA的太阳引力透镜聚焦任务设计的先进太阳帆。(brian Versteeg的可视化,SpaceHabs.com / via Xplore)

美国宇航局已经拨款200万美元给喷气推进实验室航空航天公司- - -伊克斯托这是一家总部位于西雅图的太空冒险公司,目的是开发一个远端望远镜阵列的设计架构,该阵列将利用太阳的引力场作为透镜来聚焦外星行星。

第三阶段的奖项来自NASA创新先进概念该计划(NIAC)将涵盖两年的开发工作,并可能在2023-2024年期间发射技术演示任务。

Xplore的团队将在设计演示任务的航天器方面发挥关键作用,该航天器将作为拼车有效载荷发射,并由可展开的太阳帆推进。

太阳引力透镜聚焦任务的合作伙伴确定了太阳帆,这是在合理的时间尺度上将阵列成像航天器送到令人瞠目的547天文单位(500亿英里,或800亿公里)的最佳方式。

航天器上的太阳帆是由来自太阳的光子的压力推动的,就像帆船上的帆是由风推动的一样。这项技术最近在行星学会的光帆2号实验(与有争议的结果).

这次演示任务旨在证明太阳辐射的持续推动可以使航天器的速度达到每秒25到40公里(每秒15到25英里,或每年5到8个天文单位)。这将是美国宇航局旅行者1号星际探测器的两到三倍。这样的探测器可以在不到一年的时间里掠过木星。

但这仅仅是个开始。如果演示任务成功,NASA将不得不在十年后决定是否继续进行完整的太阳引力透镜聚焦望远镜阵列。该阵列将由成群的小型航天器组成,每一个都有一个更大的太阳帆,速度可以达到每秒100公里以上(每秒62英里以上,或每年20个天文单位)。这就是让探测器在25到30年内到达观测点所需要的。

从这个有利位置,航天器阵列将捕捉光线由太阳的引力场聚焦,根据广义相对论。

阵列发回的数据需要三天才能到达地球。但当这些读数被整合在一起时,它们可以让科学家们对太阳系之外的行星有一个令人难以置信的详细了解。

SGLF任务背后的科学家说,应该有可能把足够的像素放在一起,以每像素25公里(40英里)的分辨率分辨出100光年外的类地系外行星的圆盘。喷气推进实验室的高级研究科学家、首席研究员斯拉瓦·图里舍夫在研究报告中说,这将“足以看到表面特征和宜居迹象”NASA的任务描述

SGLF的概念已经经历了两轮的发展,由来自NIAC项目的第一阶段和第二阶段资助.NIAC认为这个概念很有希望进入第三阶段。

美国航空航天公司SGLF任务的技术联合负责人汤姆·海因海默说:“这个奖项使我们朝着概念验证飞行迈进,它将比以往任何航天器都更快地离开太阳系。”在新闻发布会上说

模拟SGLT图像
一位艺术家根据太阳引力透镜望远镜的数据绘制了一幅类地行星的可能图像。(NASA / JPL插图/ Slava Turyshev)

探索号演示任务的太阳帆设计借鉴了SunVane概念它最初是由另一家空间技术公司L 'Garde开发的。达伦·加伯(Darren Garber)是Xplore的联合创始人之一,也是该公司的首席技术官,他在L’garde公司帮助创造了这个概念,并为光帆项目提供了支持。

Xplore的首席运营官丽莎·里奇(Lisa Rich)说,加伯在太阳帆开发方面的经验将在SGLF技术演示任务以及后续工作中发挥作用。

她在今天的新闻发布会上说:“探索号正在为彻底改变太阳系内外目的地的过境速度奠定基础。”

里奇说:“一旦Xplore在TDM飞行器的设计、建造和首飞方面参与竞争,该公司将加速这些任务——可能每年发射一架,以迅速推进太阳系探索,同时为新发现的星际物体(如‘Oumuamua’)的飞行提供事实反应选项,并为行星防御提供高能拦截。”

西南研究所的行星科学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)是美国宇航局新视野号冥王星和柯伊伯带任务的首席研究员,他说SGLF将是“一项拥有令人难以置信的技术的令人难以置信的任务”。

斯特恩说:“我非常兴奋地看到它被NIAC选中进行研究。”“如果实施,SGLF将彻底改变系外行星科学和推进技术。”

SGLF并不是Xplore任务清单上的唯一项目。这家公司也是开发Xcraft探测器的设计该公司最早将于明年开始执行月球和其他深空目的地的任务。本月早些时候,Xplore表示赢得了一份空军研究合同开发一种架构来跟踪地球和月球之间的任务。

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