原标题：科学家表示，未来将用太阳帆微探测器群探索太阳系

坐下来盘点一下我们探索过的太阳系中的所有地方，是一件令人开心的事情。首先是月球，然后在接下来的几十年里，我们向水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星，甚至遥远的冥王星发射了宇宙飞船。我们还探索了一些小行星带的居民，甚至是几颗彗星。

这绝对是一个令人印象深刻的清单，但与我们还没有访问过的物体数量相比，它仍然相形见绌。如果采用成群结队的微型探测器，能帮助我们扩大探索的范围吗？新的研究表明，微小的太阳帆微型探测器可以比 OSIRIS-REx 更快地完成到小行星贝努（Bennu）的往返。

加州大学伯克利分校的一组研究人员表示，太阳能帆驱动的微型探测器舰队可能是太空探索的下一个重大飞跃。这些微小的探测器只有10克（0.35盎司）重，仅由来自太阳的压力提供动力。

具体细节发表在《宇航学报》上的一篇新论文中。它的标题是“BLISS：使用成群的低成本航天器进行星际探索。”。第一作者是亚历山大·阿尔瓦拉（Alexander Alvara），他是加州大学伯克利分校的机械工程博士生。

作者在他们的论文中写道：“伯克利的低成本星际太阳帆（BLISS）项目旨在证明手机技术和其他通过技术进步实现的小型化，可以在太空中实现前所未有的能力。”

尽管这些微型探测器是太阳帆，但它们的能量并不是来自太阳风，也就是来自太阳的带电粒子流。相反，太阳帆从太阳的辐射压力中获得能量。太阳在多个波长上施加压力。正如行星协会的光帆（LightSail）所证明的那样，太阳压力帆是有效的。

光帆飞行器是测试任务，在按计划重返大气层之前只绕地球轨道运行了很短的时间。在光帆2号的任务中，它成功地展示了它的太阳帆能够提升它的轨道。

事实上，将一组小型太阳帆宇宙飞船送入太阳系则是一项更加艰巨的任务。但是，电子产品的不断小型化使得微型探针越来越具有吸引力和可行性。

加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学教授克里斯托弗·皮斯特（Kristofer Pister）领导了BLISS项目。在接受加州大学媒体采访时，皮斯特和主要作者阿尔瓦拉解释了BLISS项目的动机，并谈到了太阳帆相对于其他类型的航天器的优势，包括成本。

BLISS计划的动机是近地小行星（NEAs）。直径大于1公里的近地小行星大约有1000颗，但我们只有其中10颗的照片，而且大多数都不是很好。皮斯特教授说：“我们对这个想法感到兴奋，你有可能用iPhone相机，围绕其中一个物体运行，从非常近的距离拍摄1000张高分辨率彩色照片，然后将这些信息发送下来。”

在他们的论文中，皮斯特和其他作者写道：“这项工作的任务目标是部署100 - 1000个低成本的小型太阳帆航天器到近地天体进行成像，目的是识别可能与地球撞击轨道重合的小行星，以及那些有能力在太阳系内窝藏有机物和生命的小行星。”

为了完成这一任务，太阳帆比其他航天器有一个主要优势：它们没有发动机，这使得航天器更轻、更便宜。这也意味着它们不需要燃料。阿尔瓦拉说：“与其他航天器不同，太阳帆可以在银河系，或者更具体地说，我们的太阳系周围飞行，而无需携带任何燃料或担心加油。”

BLISS微探测器的另一个优点是体积小。阿尔瓦拉说：“较小的尺寸使航天器更加灵活。我们不必担心只有一平方米的帆会弯曲。”。更大的航天器需要更大的帆，更大的帆则需要更多的支撑，以防止它们在展开和改变方向时弯曲。太阳能帆从运载火箭上释放后需要展开，这需要一些复杂的设备。由于微探测器只有10克，因此帆只需要一平方米（10.7平方英尺）。相比之下，LightSail 2的帆有拳击场那么大：32平方米，即340平方英尺。

这些微型探测器也比大型航天器便宜得多，这是航天器设计的一个关键特征。皮斯特说：“如果我们做得好，太阳帆的成本将是1000美元或更少。然后，我们可以把数千个这样的微型航天器装在一个小卫星大小的小包裹里，然后将它们发射到太空中。”

这意味着，单次发射的成本，可以发射大约1000个探测器来探测近地小行星。

BLISS的一个关键特征是一种称为"尺蠖电机"的微机电系统（MEMS）。尺蠖电机使用压电驱动器将电转化为力。这就是BLISS航天器如何移动其碳纤维杆来改变帆的方向和改变航向的方式。“事实证明，这就是你需要导航的东西 —— 就像在帆船上一样，”皮斯特说。“你拉动缆绳，通过风改变帆的姿态，这就影响了方向。”

为了导航，BLISS将使用相机拍摄恒星。然后，它会将这些图像与机载图像进行比较，以确定其位置。这被称为“迷失空间算法”。阿尔瓦拉说：“这个想法是，你绘制出你能看到的恒星的地图，然后将它们与你从机载摄像头获得的图像的像素进行比较。”

在如此小的宇宙飞船上，通信仍然是可能的。研究人员说，BLISS航天器可以在100万公里的距离下保持相互通信，并能够四处传递数据。BLISS还将通过地球同步卫星与地球通信。作者指出，如果它们返回地球轨道进行通信，他们还可以制造更小的航天器。

一旦它们到达目的地，微型航天器就会对目标的表面进行拍摄。它们还可以从彗星尾巴上收集尘埃样本，尽管这些样本会很小。但是，关于如何收集、储存和运送这些样本回到地球的细节很少。

为了说明BLISS是如何工作的，研究人员用NEA Bennu和OSIRIS-REx任务进行了比较。他们说，BLISS可能比OSIRIS-REx更快到达贝努（Bennu）。OSIRIS-REx花了7年多的时间来完成它的往返，而BLISS只需要5年多一点。两者之间有明显的区别。OSIRIS-REx拥有一整套科学仪器，并花费了额外的时间来检查Bennu，并选择一个着陆采样点。

OSIRIS-REx只访问了一颗小行星。而BLISS可以以相对较小的资金投入，访问数百个这样的星球。

那么，BLISS微型探测器要多久才能准备好发射？

阿尔瓦拉说：“我们可以在几年内做到这一点。有些理论是合理的，有些发动机已经经过了测试。但还有其他六个系统和各种各样的软件仍然需要，所以这将是一项艰巨的任务。所以，我希望我们能获得进一步研究的资金。”

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