细数阿尔忒弥斯 I 任务的十三颗立方星-技术圈

北京呼风唤雨文化传媒有限公司

【安装在猎户座飞船适配器内随着Artemis I任务执行任务的13颗立方星】

美国Artemis I任务计划不止发射载人登月飞船进行绕月飞行，2016年在NextSTEP的框架下通过筛选出搭载发射的10颗美国立方+3颗国际伙伴立方星进行在轨部署。“立方星虽然体积重量小，但是在空间科学、深空探测、技术验证及教育科普等领域发挥出重要作用，这次发射代表着航天界将同火星探测器洞察号任务中搭载的Mar-COA/B火星中继6U星与嫦娥四号鹊桥中继星任务中搭载的“龙江一号与二号”为契机，共同开启“微纳深空”时代。SLS的首飞还将为这些小型实验提供难得的机会，可以到达深空目的地，执行科学任务并测试低地球轨道以外的关键技术。

各立方星实际上在2018年就已经准备就绪等待深空完成其不凡的使命，不过它们没有想到SLS却阻碍着它们奔向星辰与大海。

立方星，是一种采用国际通用标准的低成本微纳卫星，以“U”为单位，1U体积为10厘米×10厘米×10厘米。由于立方星组成器件采用通用化、模块化、标准化设计理念，立方星具备研制成本低，功能密度大，技术成熟度高，研制周期短的特点。

本次搭载的13颗立方星都属于6U立方星。6U级别的卫星重量基本在6~14kg之间，随着时间的推移，6U级别的卫星发射数量上升很快。考虑到6U平台这个重量与体积的容纳能力，已经可以执行复杂性高一些的任务，出现了一些令人惊讶的应用功能。这些功能在以往只出现在百公斤以上量级的卫星上。美国在该领域可以说是领跑者，不仅发射的6U卫星数量多，初步开始构成星座（CICERO星座），一些高端的卫星功能也只是美国进行技术探索和实践。其他国家（包括中国）目前仍处于技术试验和摸索的阶段。

立方星详细介绍：

7颗美国科研立方星，（“立方星追求挑战赛”）的3颗立方星单独归纳下文介绍：

【Lunar Flashlight/月球手电筒】激光寻找、定位水冰层视频播放器

月球手电筒是NASA下属马歇尔太空飞行中心、戈达德太空飞行中心、喷气推进实验室（JPL）等多研究机构联合合作研制研制了一颗6U立方星Lunar Flashlight，卫星机动到月球极轨后，将使用近红外激光来照射月球南极永久阴影坑，，星载光谱仪将对表面反射和成分进行分析。从而确定月球南极水冰资源的分布和储量。这颗立方星将搭乘Artemis-1任务进入月球轨道，目前已经准备就绪。

NASA一直希望可以将月球表面水冰作为饮用水或者火箭燃料的来源，从而减少航天器从地球携带的水和燃料，降低登月探测成本。

NASA前期开展相关任务时采用的一些设备和技术成果，包括“相关环境中的行星际纳米空间飞行器（INSPIRE）”、微型火星探测器（MarCo）以及JPL为印度探月任务研发的月球矿物质绘图仪（M3）等都将在“月球手电筒”中得到应用，极大的降低了成本。此外，“月球手电筒”还将是第一颗使用绿色推进剂的立方体卫星。

卫星重量：13.60KG。
卫星体积：12×24×36 cm。
设计寿命：<2年。
供电：2可展开的固定太阳能电池板与2块固定太阳板连同蓄电池供电。
动力：电推运行。
轨道：环绕月球南极的高椭圆、低近月点（5～12千米）轨道

【LunaH-Map（SIMPLEx 1）/月球极区氢绘图仪】月球水冰的深度和分布

月球极区氢绘图仪为亚利桑那州立大学（ASU）开发的一颗小卫星，将研究深度小于1米的永久阴影月坑中的氢，LunaH-Map将携带两个中子能谱仪，它们将以前所未有的空间尺度（〜7.5 km /像素）完成其最终目的—创建月球南极极地永久阴影区域的详细图。NASA期望其对月球水冰的深度和分布能有新的发现。

作为NASA的Artemis I任务中携带的13颗立方星之一，Artemis I主要将送无人“猎户座”飞船到月球轨道。立方星将进入环绕月球南极的高椭圆、低近月点（5～10千米）轨道。

LunaH-Map探测器将开展为期60天的科学探测，可能传回月球南极的高分辨率图像，揭示在月球永久阴影区重要的富含水冰的区域。这些图片能够用于更好地了解太阳系的资源和易挥发物沉积情况，也能够确定未来巡视器或人类着陆的区域。虽然LunaH-Map探测器比传统NASA任务要小，也比以往送到月球的探测器要便宜，但是科学家对于这个大学建造的探测器期望还是非常高的。

卫星重量：14KG。
卫星体积：10×20×30 cm。
设计寿命：<2年。
供电：可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。动力：电推。
轨道：环绕月球南极的高椭圆、低近月点（5～10千米）轨道

【CuSP (CuSPP+)/研究太阳粒子的立方星任务】用于研究地球两极的太阳颗粒的立方星任务

研究太阳粒子的立方星任务是由美国国家航空航天局(NASA)科学任务理事会和太阳物理部门资助的6U行星际立方星科学任务。研究太阳粒子的立方星任务(CubeSat mission to study Solar Particles, CuSP作为航天发射系统:Artemis I飞行的其中一个立方星，计划在2021年年底或者以后由SLS首飞任务Artemis I发射。CuSP是空间气候研究的开拓者，因为它将是第一个被放置在地球磁层影响之外的日心轨道上的太阳物理学科学任务。CuSP具有三个互补的微型传感器，用于实现两个科学目标：研究太阳和行星际粒子在近地轨道上的来源和加速机制，并通过确定太阳高能粒子(Solar Energetic Particles, SEP)事件期间的质子辐射水平和识别有助于预测产生地磁风暴的强日冕物质喷射(Coronal Mass Ejection, CME)驱动行星际冲击波到达的超热(Suprathermal, ST)离子特性来支持空间气候研究。

卫星重量：大约14KG。
卫星体积：10×20×30 cm。设计寿命：90天。
供电：可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。
动力：无。
轨道：日心轨道

【BioSentinel/生物前哨】携带微流控进入深太空，开展空间辐射研究

由NASA Ames（美国宇航局艾姆斯研究中心）设计的微流控检测卡由卫星“BioSentinel”携带进入深太空，将用于研究太空辐射对酵母的影响。一旦进入轨道，通过三色LED检测系统和代谢指示染料系统对酵母的生长和代谢活动进行测量。其中，粉红色孔中有活跃生长的酵母细胞，它们将代谢染料从蓝色变为粉红色。

微流控检测卡

据麦姆斯咨询报道，地球磁场可保护国际空间站工作人员免受大部分辐射的伤害，这些辐射会破坏我们细胞中的DNA并导致严重的健康问题。未来，当宇航员开始深入太空时，他们将处于更加危险的辐射环境中，需要大量的保护。在位于加州硅谷NASA Ames的科学家们的帮助下，在一颗名为“BioSentinel”的小卫星内进行了生物学实验，有望向获得解决方案的路上迈出重要的一大步。

为了研究太空的基础知识，研究人员经常使用“模式生物”进行比对和理解。这有助于更清楚地显示太空和地球的差异。在BioSentinel上，NASA使用的正是发酵面包和酿造啤酒的酵母。人体细胞和酵母细胞在深太空中遇到高能辐射，可能导致两条携带遗传信息的DNA链断裂。通常，酵母和人类的DNA损伤在细胞中的修复过程非常相似。

BioSentinel将是美国宇航局自阿波罗时代以来，在绕地球运行的太空站之外开展生物学研究的第一颗卫星。麦片盒大小的卫星将通过美国宇航局强大的新型火箭发射至深太空，然后飞越月球绕太阳公转的方向。一旦卫星离开地球的保护磁场，BioSentinel的地面团队将远程触发一系列实验，激活两种酿酒酵母菌株，观察其在空间辐射下的生长情况。酵母样本将在六至十二个月任务中的不同时间点被激活。

一种菌株是通常在自然界中发现的酵母，而另一种菌株因为难以修复DNA而被选中。通过比较两种菌株在深太空辐射环境下的反应，研究人员将更多地了解长时间深太空活动对人类造成的健康风险，并能够制定减少潜在损害的明智措施。

载入小卫星生物学研究史册

NASA Ames使用立方星（CubeSat）进行太空生物学研究，BioSentinel则将被载入这段历史的史册。CubeSat是由各个单元组成的小型卫星，每个单元大约4英寸。BioSentinel重达30磅，由六个单元组成。在BioSentinel上，酵母细胞放置在微流控检测卡内的微小隔室。这款微流控检测卡是允许控制极少量液体流动的定制器件，用来激活和维持酵母。有关辐射水平、酵母生长和新陈代谢等数据将被收集并存储在卫星中，然后传输给地球上的科学团队。

来自太阳的辐射风暴对未来的深太空探测者来说健康威胁非常高。如果卫星遇到太阳粒子事件，那么将会激活一组含有酵母样本的微流控检测卡。

BioSentinel担负对重力和辐射环境研究的重任

BioSentinel除了担任穿越深太空环境的开创性任务之外，还将在不同的辐射和重力条件下进行两组相同的实验。一组将在国际空间站进行，微重力类似于深太空，但辐射相对较少。另一组实验将在地球上进行，以与地球的重力和辐射水平进行比较。这些附加实验将向科学家展示如何比较地球和空间站的科学实验，而且这些实验容易进行，以探测未来宇航员在太空中遇到的强烈辐射情况。

总之，BioSentinel的数据对于解释空间辐射暴露的影响，降低人类长期探索深太空的风险以及确认空间辐射对生物影响的现有模型至关重要。

相关合作伙伴

位于加州硅谷的NASA Ames（美国宇航局艾姆斯研究中心）负责BioSentinel任务的科学学科、硬件设计和开发工作。合作伙伴组织包括位于德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心和位于加州洛马林达的洛马林达大学医疗中心。BioSentinel由美国宇航局Human Exploration and Operations Mission Directorate的先进勘探系统部门资助。

卫星重量：大约14KG。
卫星体积：10×20×30 cm。
设计寿命：待定，一般是<2年。
供电：4片可展开的固定太阳能电池板与2块固定电池板连同蓄电池供电。 
动力：无。
轨道：日心轨道

【Lunar IceCube /月球冰立方星】探测并扫描可能蕴藏在月球地表处的多种形式存在的水或其他资源

虽然月球轨道上已经有许多人造探测器在月球极地发现水冰，如月球探勘者号，月球勘测轨道飞行器等。NASA表示这些探测器缺少适合高效探测水分子的远红外波段的专有探测仪器，而Lunar IceCube则由莫尔黑德州立大学(MSU-Morehead State University)及NASA戈达德航天飞行中心团队共同开发。IceCube探测器将是一个由六个单元组成的立方体探测器，装载的仪器称为BIRCHES（宽带红外致密高分辨率勘探光谱仪）。能够以特殊的远红外探测能力探测月球表面以各种形式存在的水资源，以及相关资源在月球表面的分布状况。如果按计划进行，IceCube将搭载在2021年以后年首次猎户座载人飞船中执行任务，并通过其先进的“SLS太空发射系统”新型运载火箭发射至月球轨道。

“月球冰立方任务将利用低成本的小型探测器去研究月球水动力学，以此来为接下来人类的太空计划铺路。这不仅仅对科学发展十分重要，它还可以减少人类在月球建立基地是的消耗。”勘探研发经理马克·卢皮塞拉（Mark Lupisella）说。

BIRCHES不仅要去绘制月球表面的水资源地图，还会去对月球表面稀薄的大气层进行绘制。科学家们十分想去里了解月球土壤如何稀释表层水，并与地球土壤进行比较。通过研究水资源的稀释，科学家们才能够绘制月球上水资源的变化。寻找并了解月球上的水资源，是人类在月球建立永久基地必不可少的环节。

IceCube探测器复杂的地推进力绕月轨道

月球冰立方任务探测器计划在7小时一圈的椭圆轨道绕月球飞行，并在此期间用1小时去观测月球表面。这局限的观测时间是由于BIRCHES的对月视角造成的。如果在太阳照射月球时利用月球冰立方去观测，会导致红外线探测器和其他光感元件吸收的太阳能强度过高而永久损坏。为了保护它们，团队专门设计了一种车库式的门，可以关闭和打开。

月球冰立方将为了解月球的水循环而提供不同维度的度低点的观测。此外，月球冰立方的发现将为其他观测月球的探测器免费提供数据。

“我们了解到的任何关于月球的知识都是有价值的。月球是一个很好的航天技术和太空探索的试验场，我们在这里获得的知识将帮助我们在其他星球建立永久的基地，例如火星。”BIRCHES的首席工程师克里夫·布兰博拉（Cliff BramBora）说。

探测器的动力系统为RF Ion BIT-3低推进力电子推进系统，它利用固体碘推进剂和感应耦合等离子体系统，即使在CubeSats可用的低功率下也能产生很大的推力。

月球冰立方是一颗小型卫星，重量大概不到397磅，它为NASA研究月球提供了一种高校、低成本得方法。立方体卫星为NASA、大学机构和其他组织提供了科学考察、技术实施和执行最新任务的平台。BIRCHES的有效载荷大约有一个8英寸的纸巾盒那么大，在开发BIRCHES的过程中，该团队不得不缩小以前NASA任务遗留下来的硬件的尺寸，使其缩小到大约原始尺寸的六分之一。

月球冰立方是马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的合作项目; 在加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室;美国宇航局凯瑟琳约翰逊独立验证和验证中心费尔蒙特，西弗吉尼亚州;莫尔黑德州立大学;以及商业伙伴，包括Busek空间推进公司。

BIRCHES仪器目前正在戈达德进行环境测试，并计划于今年8月交付给密歇根州立大学，以便与该航天器集成。该任务将作为空间发射系统s (SLS)Artemis -1的二级有效载荷发射。

月球冰立方为美国宇航局的登月计划铺平了道路。通过区分月球表面和周围的水，科学家将能够预测季节变化，并确定月球上的水可能在原地使用。这将是有价值的信息，因为NASA正努力在2024年之前建立一个持续的月球存在。

卫星重量：18KG。卫星体积：10×20×30 cm 。
设计寿命：待定，一般是<2年。 
供电：2片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。 
动力：BIT-3离子引擎。 
轨道：环月轨道，低近月点（9.9KM/62英里）。

【NEA-Scout/近地小行星侦察员】用于研究靠近地球的小行星

NEA-Scout（近地小行星侦察员）是NASA马歇尔太空飞行中心的一项6U立方体卫星任务，以近地小行星（NEA）进行慢速飞行和会合机动，并以与人类探索有关的方式对其进行表征。NEA Scout项目经理乔·马图斯说：“开发太阳帆以利用太阳的能量，让航天器在太空中飞行一度被认为是不可能的。就在这十年中，我们看到了这项前景看好的技术的创新和进步，NEA Scout是使用太阳帆探索太阳系迈出的又一坚实步伐。”

NEA Scout是一款六单元“立方体卫星”（CubeSat），依靠极具创新型的太阳帆提供推力。太阳帆不是风，而是反射太阳光作为推力，从而可以最大限度地减少对燃料的需求。因此，借助太阳帆这一方法可以减小航天器的尺寸和重量，节省成本。另外，只要有太阳光照射，太阳帆的燃料就不会用完，这使它们可以相比传统推进技术，将航天器带到更远的地方。2018年6月28日，NASA成功进行太阳帆的展开测试，测试在室的内洁净室中进行。

NEA Scout太阳帆将使用四条臂（称为臂架）从航天器上展开，以保持帆的稳定。部署后，卫星将前往并飞掠小行星，拍摄照片。这不仅有助于科学家更好地了解小行星本身，也有助于了解人类未来的太空探索任务可能面临的风险和挑战。

卫星重量：12KG。卫星体积：8英寸纸盒大小。
设计寿命：2.5年。 
供电：4片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。 
动力：80 ㎡ 太阳帆。
轨道：待定,飞掠轨道。

【LunIR (SkyFire)/月球红外成像（天火）立方星任务】飞掠期间使用红外传感器采集的数据，以提高我们对月球表面的知识

LunIR (SkyFire)是洛克希德.马丁公司研制的6U立方星，将搭载Artemis I任务发射。它将首次采用全新的红外相机技术，拍摄月球表面及其环境的图像；完成飞越月球和数据收集后，还将进行拓展的基于立方星的技术演示，包括机动和操作，支撑未来载人深空和火星探测任务中瓶颈问题的解决。

卫星重量：14KG。 
卫星体积：待定。
设计寿命：待定。 
供电：2片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。
 动力：待定。
 轨道：待定,飞掠轨道。

伙伴国家研制的3颗科研立方星，两颗日本一颗意大利

【EQUULEUS (Equilibrium Lunar-Earth point 6U Spacecraft)/地月拉格朗日点6U立方星】日本的EQUULEUS：第一个即将搭乘SLS火箭Artrmis I任务飞往地月拉格朗日点的6U立方星。

EQUULEUS的含义是：EQUilibriUm Lunar-Earth point 6USpacecraft，用于地月拉格朗日平动点的6U飞行器，1U是体积单位，10*10*10cm，6U也就是公文包大小。第一颗火星中继星Marco的大小也是颗6U的立方星。EQUULEUS是在JAXA联合东京大学研制的。卫星于2016年的夏天开始研制，工程样机组装和测试已经完成，2018年春天完成了飞行产品的研制，目前吃灰等待SLS。

有效载荷包括三种仪器：

PHOENIX（增强型新型成像仪,在极紫外中的等离子氦离子观测），一种小型的紫外线望远镜，可在高能量的极紫外波长下工作。它由直径为60毫米的入射镜和一个光子计数装置组成。

DELPHINUS（用于6U航天器中月球撞击现象的检测相机），该相机连接到PHOENIX望远镜，用于观察月球撞击闪光和近地小行星以及位于月球拉格朗日L2点时的潜在“迷你月球” （EML2）晕圈。

CLOTH（隔热中的Cis-Lunar物体探测器），通过使用安装在航天器外部的灰尘探测器，来检测和评估在月球空间中的流星体撞击通量。

EQUULEUS项目的任务目标是：工程目标—主任务，验证在日地月区域内采用纳卫星飞往地月L2点的轨道控制技术，；科学目标—观测地球等离子体层，月球撞击物观测、在地月空间灰尘环境测量。

飞往地月L2点的轨道设计：EQUULEUS将花费6个月的时间飞往地月L2点，速度增量低到仅仅10m/s，主要采用多次月球引力辅助技术

卫星重量：14KG。
卫星体积：待定。
设计寿命：待定。 
供电：2片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。
动力：8个水推力器的AQUARIUS水蒸气推进系统。
轨道：飞掠轨道，前往地月拉格朗日L2点。

【OMOTENASHI (Outstanding Moon exploration Technologies demonstrated by Nano Semi-Hard Impactor)/欢迎-款待号立方星】

验证分布式微纳深空探测系统的可行性与月球表面辐射环境与土壤环境研究

OMOTENASHI项目将是世界上最小型的月球着陆器，其为半硬着陆型着陆器，这个项目的亮点在于利用低成本探测技术进行月面多点观测，它可以观测到地月空间范围内辐射环境的变化。

OMOTENASHI由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与东京大学联合研制，采用6U立方体卫星结构，总质量14 kg。探测器的名字“OMOTENASHI”在日语中代表欢迎、款待，这也是东京2020奥运会的竞选口号之一。探测器的主要任务包括：

1) 研制世界上最小的月球着陆器，验证分布式微纳深空探测系统的可行性。

2) 月球表面辐射环境与土壤环境研究。

探测器包括着陆器、轨道器、固体火箭发动机三部分，其中着陆器（含充气缓冲装置）重1 kg，轨道器（含冷气推进）重7 kg，固体火箭发动机重6 kg。探测器的结构如下图所示，中间圆柱体是火箭发动机，两侧为轨道器，着陆器顶在头部，在着陆阶段充气缓冲装置打开成哑铃形。

探测器的飞行时序如下图所示。按计划，OMOTENASHI将在发射4个半小时后分离，在奔月途中借助冷气推进进行一次中途修正和一次近月制动，随后固体火箭发动机点火，轨道器分离，固体火箭发动机关机，着陆器分离，缓冲装置充气展开，最后撞击月球。

接下两图是OMOTENASHI的系统框图与主要技术指标。靠这区区的14 kg重量，实现了轨道器与着陆器，包含了固体与冷气两套推进装置、冲击加速度计、相机和辐射计三项载荷，UHF、S、X三个频段的4套对地通信设备，甚至搭载了原子钟与激光点火装置，不禁令人对项目团队的设备小型化能力与魄力刮目相看。

OMOTENASHI探测器的轨道器和着陆器也携带了UHF业余无线电频段的通信设备，发射功率1W。同样搭载Artemis I任务的美国卫星Heimdallr则计划搭载5.8/10.5 GHz的业余转发器飞往月球。业余无线电爱好者可利用它们开展深空与弱信号通信实验。


卫星重量：14KG。
卫星体积：待定。
设计寿命：待定。
 供电：2片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。
动力：固体火箭发动机，冷气RCS。
轨道：飞掠轨道。

【ArgoMoon/阿尔戈月球】验观测其它立方星与验证临时低温推进段（ICPS）接近极端环境时运行的能力并进行地月光学通信测试

意大利公司阿尔戈科技公司（Argotec）与意大利航天局（ASI）内部监察和批准下制造“阿尔戈月球”（ArgoMoon）立方体卫星。ArgoMoon卫星项目由ESA和ASI共同推进，将验证临时低温推进段（ICPS）接近极端环境时运行的能力。此外它还将记录ICPS历史文件的图片，并提供有关其他立方体卫星部署的有价值任务数据。另外，该立方体卫星还将测试卫星和地球之间光学通信能力。

远地点飞掠月球附近的大椭圆轨道

ArgoMoon项目主管阿图罗·德·莱利斯（Arturo De Lillis）表示，ASI对于使用意大利立方体卫星来分享Artemis I成果和在深空环境中测试这一技术感到十分高兴，这也是这一级别卫星第一次进行此类测试。

卫星重量：14KG。
卫星体积：待定。设计寿命：待定。
供电：2片可展开的固定太阳能电池板同蓄电池供电。
 动力：电推。
轨道：远地点飞掠月球附近的大椭圆轨道。

“立方星追求挑战赛”赛事下前三名院校与机构团队的3颗科研立方星

NASA在2018年6月8日宣布将在“航天发射系统”（SLS）火箭2019年首飞时把由大学生和兼职工程师在该局“立方星追求挑战赛”赛事下建造的3颗立方星送入深空。这三支队伍分别由康奈尔大学、科罗拉多大学博尔德分校和称为坦帕黑客空间的一家机构牵头。它们拿到了2万美元的奖励和卫星搭载机会。它们将同自谋发射途径的其它参赛者一道竞争另500万美元的一系列奖金，包括深空长寿奖和稳健数据通信奖。

这项赛事于2014年设立，旨在确定是否有平民发明者能找到经济而独特的立方星建造途径。NASA主管航天技术任务署的副局长尤尔奇克称，各参赛队人员在没有报酬的情况下利用迷你电子器件、增材制造和DIY（动手做）运动的进展来开展创新设计的奉献精神给他留下深刻印象。

另有两支参赛队虽未中选SLS火箭搭载机会，但NASA官员表示它们或有机会由其它火箭搭载到低地轨道。

【Cislunar ExplorersA、B/地月探险家A、B双星】水动力推进技术验证与双星光学空间定向实验

2015年7月，康奈尔大学“地月空间探索者”团队（“地月空间”的意思是“在地球和月球之间”）和他们的同名卫星——其实是两颗连在一起的卫星——参加了美国宇航局一项叫作“立方任务挑战”的项目。挑战很简单：设计、制作和发射“具备空间飞行资格、能够在月球附近和外部进行高级操作的小型卫星”。

“立方体卫星探索挑战赛”由NASA空间技术任务理事会的“百年挑战项目”发起，其“地面赛”部分共分为四个阶段，2018年年中地面阶段比赛已经圆满结束，“地月空间探索者”团队获得第一名的好成绩。该挑战赛将为满足目标的团队提供总共550万美金的奖金，作为地面阶段第一名，团队获得了第一批次的2万美元奖金，其余奖金将在任务进行中进行评估，确定名次后发放。

该竞赛的前三名将获得在2021年年底或以后搭乘NASA“空间发射系统”（SLS）火箭发射的机会，在深空任务或月球任务中完成比赛，康奈尔团队将聚焦小卫星推进和近地通信技术。佩克表示，赢得比赛并不是团队的唯一目标。其他目标还包括：验证使用太空可用资源的能力，摆脱对地球补给的依赖，以推进空间探索。多年来，佩克一直在寻求“无质量”空间探索。

该卫星载荷由两个相同的L型部分组成，部署到太空后，这两部分将逐渐分开并相距数千米，同时前往月球大气层。在航行过程中，两部分将自旋并产生角动量，这将有助于防止其偏离轨道。

通过利用太阳能，存储在L型结构底部燃料箱的水将被电解成氢气和氧气，并进行间隔性的短暂燃烧以提供推进力，间隔时间为30分钟至1小时。卫星自旋还将使水与可燃气体分离。随着进入月球引力区，卫星将减速并进入远地球轨道，最终在几天后绕月运行。佩克及其团队计划使卫星减至足够低的速度，从而沉降到距月球表面约9977千米的月球轨道。

除了水基推进技术，该团队将验证的另一个核心技术是光学导航。星载摄像机将持续拍摄太阳、地球和月球图像，比较其表观尺寸以及用星历表推算的相对距离。该比赛将在SLS发射一年后结束。

卫星重量：14KGx2。 
 卫星体积：待定。设计寿命：待定。 
供电：固定太阳能电池板同蓄电池供电。 
动力：水动力。 
 轨道：绕月轨道。

【CU-E3 (Colorado University Earth Escape Explorer)/科罗拉多大学地球逃逸探测器】深空通信试验与太阳光压测试

科罗拉多大学的地球逃逸探索者（CU-E3）团队18年取得了SLS首飞任务Artemis I的搭载船票，该任务目前计划于2021年年底或以后发射。科罗拉多大学参赛队伍为其CU-E3立方星设计并初步制作了一个展开式平板天线阵列，用于高数据率通信。此外，CU-E3参与了其它比赛，该比赛的重点是测试CubeSat的深空通信技术。利用科罗拉多大学博尔德分校开发的反射阵列和X波段发射器进行测试，团队认为CU-E3具有在这场竞赛中取得成功的所有关键要素。

CU-E3将使用月球引力将自身推入日心轨道，以使其与地球保持一定距离。CubeSat卫星将进入大于1 AU（大约15万KM）的轨道，并因此而绕地球，随着时间的推移其自身距离逐渐变小。随着CU-E3远离地球，我们将一直保持与卫星的联系，预计将超过400万KM，直到一年的任务寿命结束为止。届时CU-E3有望实现地球-卫星距离超过一千万公里！并且CU-E3 不会使用电推等推进系统，将采用太阳光压对CU-E3进行姿态控制实验，让卫星在正确的方向上运动。

该团队将与当地的小型卫星开发公司（SmallSat）公司蓝色峡谷（Blue Canyon Technologies）合作，后者将捐赠XB1型6U立方星平台并提供各种测试和集成服务。

卫星重量：14KG。
卫星体积：待定。设计寿命：一年。
供电：固定太阳能电池板同蓄电池供电。
供电：固定太阳能电池板同蓄电池供电。 
动力：无，使用太阳能光压进行姿态调整。 
轨道：日心轨道。

【Miles/迈尔斯】测试用碘作燃料的等离子体推力器

来自坦帕黑客空间的迈尔斯队由兼职人员组成。他们利用夜间和周末设计、建造和测试立方星部件。

该团队发明了用碘作燃料的ConstantQ™等离子体推力器，目前已在申请专利。他们还为“迈尔斯”立方星发明了一款软件定义无线电系统与星载计算机自动飞行控制系统使得卫星能够在深空进行导航和通信与自主飞行。

卫星重量：14KG。
卫星体积：待定。
 设计寿命：待定。 
 供电：固定太阳能电池板同蓄电池供电。
 动力：碘作燃料的ConstantQ™等离子体推力器。
 轨道：日心轨道。

END

本文转载自“航天爱好者网”，原标题《【万字归纳整理—等待首飞好着急】阿尔忒弥斯 I 任务的十三颗立方星科普介绍》。

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