NASA立方体卫星舰队ELaNa 51将探测宇宙事件和分析地球水资源

美国国家航空航天局立方体卫星发射计划（NASA's CubeSat Launch Initiative）的四颗立方体卫星将用于改善太阳能、探测宇宙事件和分析地球水资源，从而为全球农业和环境研究提供帮助。图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国国家航空航天局的立方体卫星发射计划正在向国际空间站（ISS）发送一组四颗小型卫星，称为立方体卫星（ELaNa 51）（纳米卫星教育发射）。这些小型有效载荷由美国国家航空航天局（NASA）和大学共同开发，将从低地球轨道部署。

这些卫星环绕地球飞行后，将有助于展示和成熟旨在改进太阳能发电、探测伽马射线暴、确定作物用水量以及测量根区土壤和积雪湿度的技术。

这套卫星将搭乘太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰9号（Falcon 9）火箭和龙飞船（Dragon），为该公司为美国国家航空航天局（NASA）执行的第30次商业补给服务任务提供额外的科学、乘员补给和硬件。火箭将于美国东部时间 3 月 21 日星期四下午 4:55 从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站的 40 号太空发射场升空。

图为NASA工程师朱莉-考克斯和凯特-加萨韦在爆立方航天器上安装太阳能电池板。这项工作是在马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的立方体卫星实验室进行的。图片来源：NASA/Sophia Roberts

内布拉斯加州的第一颗立方体卫星是"大红卫星-1"（Big Red Sat-1），其目的是研究和改进太阳能电池的发电能力。它是由内布拉斯加大学林肯分校工程系本科生指导的初中和高中学生团队建造的。

这颗卫星的尺寸为 1U，即一个单位（约四英寸见方），将对 Perovskite 电池进行测试，这是一种新型太阳能电池，可在阳光直接照射和不直接照射的情况下提高发电量。研究小组将把这种电池的发电量与同样搭载在立方体卫星上的砷化镓太阳能电池的发电量进行比较。

如图所示，BurstCube 将围绕地球运行，寻找短伽马射线暴。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

BurstCube是美国宇航局研制的一颗6U立方体卫星，旨在搜索天空中短暂的高能闪光，如伽马射线暴、太阳耀斑和其他硬X射线瞬变。

长伽玛射线暴和短伽玛射线暴是恒星的残余物，可能是宇宙中一些最强大的爆炸（如大质量恒星的坍缩或碰撞）或中子星与黑洞碰撞时产生的。BurstCube将使用一种新型的紧凑型低功耗硅光电倍增管阵列来探测这些难以捉摸的光爆发。

有了探测这些来自太空的短暂闪光的能力，BurstCube 可以帮助提醒其他天文台注意宇宙中发生的变化。天文学家也能从这些信息中获益，因为这些爆发是发现引力波的重要来源。

SigNals of Opportunity P-band Investigation（简称 SNoOPI）是一颗技术示范立方体卫星，旨在改进全球范围内地下根区和雪堆内水分水平的探测。

根区土壤水分和雪水当量在水文循环中起着至关重要的作用，影响着农业粮食生产、水资源管理和天气现象。当科学家了解了土壤中的水量后，就能准确预测作物生长情况，提高灌溉效率。

6U 立方体卫星由美国国家航空航天局、印第安纳州普渡大学、密西西比州立大学和美国农业部合作开发。

夏威夷大学马诺阿分校的 HyTI（高光谱热成像仪）是这套小型卫星中的第四颗，也是一颗 6U 立方体卫星，旨在研究水源。

HyTI 是与美国国家航空航天局（NASA）合作开发的，用于绘制灌溉和雨水灌溉耕地的地图，是一项探路者示范项目，包含高光谱成像仪、时间分辨率热红外成像焦平面技术和高性能星载计算，有助于更好地了解世界主要作物的用水情况和水分生产率。

有了这些工具，HyTI 可以帮助人们更详细地了解水的流动、分布和可用性及其在时间和空间上的变化，这对全球粮食和水安全问题是一个重要贡献。

这些有效载荷是通过美国国家航空航天局的 CSLI 挑选出来的，CSLI 为美国教育机构、有教育/外联内容的非营利组织、非正规教育机构（博物馆和科学中心）以及美国国家航空航天局中心提供了低成本进入太空的机会。

一旦选定立方体卫星，NASA 的发射服务计划就会将它们与最适合作为辅助有效载荷搭载它们的发射装置配对。

编译自/scitechdaily