毕竟这是一个小型太阳系

很多年前，这家杂志属于华特迪士尼公司，我有时会把公司的一首歌记在脑子里：“小小世界”，这首永不休止的音乐是佛罗里达州迪士尼世界同名游乐项目的背景音乐。这首歌最近又在我脑海里响起来了，但这次是在一个截然不同且更为宏伟的背景下。我们正在进入太阳系探索的新阶段，它颠覆了以往许多探索的主题。大的已经过时，小的正流行。

目前太空的热门目的地是彗星和小行星——包括小行星苯奴，它正接近雄心勃勃的OSIRIS-REx探测器的视野。最具创新性的机器人探测器大小相当于一个手提箱。在NASA最新的战略调整中，将人类送回月球并登陆火星的长期计划将以一种非常适度的规模开始，即一系列低成本、私营建造的月球探测器。请听脑海中的音乐：“毕竟这是一个小型太阳系。”

公平地说，自30年前哈雷彗星近距离掠过太阳以来，行星科学家一直在努力探索太阳系中的小天体。但直到2014年，欧洲空间局（ESA）的罗塞塔号探测器抵达67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星，并传回了关于这颗橡胶鸭状彗星的令人惊叹的图像和数据，这项工作才真正进入了快车道。罗塞塔号还部署了一个小型着陆器菲莱，尽管它并未完全按计划运行，但大大增加了任务的戏剧性。

之前的航天器只将彗星描绘成模糊、神秘的物体。罗塞塔号将67P彗星变成了一个独特的世界。

不甘落后，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）将其隼鸟2号探测器送往小行星龙宫，并搭载了四台着陆器。我在一篇早期的博文中报道了该任务的早期结果和影响。龙宫的形状像一个陀螺，上面布满了碎石。对苯奴的早期观测显示出惊人相似的形状；显然，这是快速旋转、低重力和薄弱内部结构造成的常见结果。OSIRIS-REx将于12月3日正式抵达苯奴。在接下来的几周里，我们将更深入地了解这颗500米宽的小行星。

目前对两颗小行星的集中研究仅仅是即将到来的一瞥。JAXA计划后续派出DESTINY+任务前往Phaethon，一颗奇特“岩石彗星”，它似乎是岩石的，但会向彗星状的尾巴喷射尘埃。每年，这些尘埃颗粒中的一些会以双子座流星雨的形式撞击地球。

NASA有三个非常不同的小行星任务正在进行中。Lucy号将访问七颗不同的特洛伊小行星，这些原始天体与木星共享轨道，但在绕太阳运行的过程中，它们要么在巨行星前面，要么在巨行星后面。Psyche号将探索同名天体——一颗奇特的金属小行星，它可能是古代破碎的原行星的核心残骸。DART号将把一个撞击器飞入一颗近地小行星，以测试偏转一颗正在碰撞轨道上的天体的技术。ESA可能会派出一个后续任务Hera，来探索撞击后的残骸。

这份名单甚至没有包括印度和中国空间机构可能执行的任务。它也没有反映出几年后很可能发生的真正爆炸——这是太空探索中另一个小型趋势的后果。

MarCO-B（瓦力）在近距离接触火星后拍摄了这张令人振奋的火星照片，当时它距离火星7600公里。右侧的网格是探测器的通信天线。（来源：NASA/JPL-Caltech）

立方体攻击

当NASA的洞察号着陆器上周登陆火星时，一个更重要的事件正在高空进行。我不是要贬低着陆器的重要性；它是一个极其聪明的任务，将通过研究火星的地震学和内部原始热流来检验火星的地质起源。但在很多方面，洞察号遵循了一种现在熟悉的方法，其基本架构与早期的火星着陆器相同。

不熟悉的是洞察号的同伴，两个微小的随行探测器，官方名称为MarCO-A和MarCO-B，但更亲切的昵称是Eva和Wall-E。它们是使用一种现成的、模块化的设计——即Cubesat（立方星）——建造的。近1000颗Cubesat已围绕地球发射，以低成本执行专注的实验。Eva和Wall-E是首批适用于深空探索的Cubesat。你可以肯定，它们不会是最后一批。

MarCO项目主要是作为一项技术实验，以证明Cubesat能够足够强大和坚固，在距离地球数千万公里的地方发挥作用。它们取得了巨大的成功，帮助在火星着陆期间和之后中继了洞察号的数据。Eva和Wall-E还携带了小型、商用的车载相机，在飞掠火星时拍摄了独特的快照。（它们没有自己的火箭发动机，也从未设计用于着陆。）MarCO项目的预算仅为1800万美元。

由JPL的MarCO首席机械工程师Joel Steinkraus准备的火星Cubesat之一。是的，它很小。（来源：NASA/JPL-Caltech/Tyvak/Cal Poly SLO）

NASA计划在太空发射系统（SLS）火箭首次试飞时，对Cubesat进行一次更大规模的测试，目前计划于2020年6月进行。你无法找到比这更鲜明的对比了：庞大、迟到、超预算的SLS火箭释放出一支由13枚灵活、快速、廉价的太空探测器组成的舰队。

其中大多数Cubesat将飞往月球。它们将与NASA刚刚宣布的、雇佣私营公司向月球运送科学实验品的计划完美契合。但其中一颗Cubesat，NEA Scout，将追随MarCO号进入深空，这次将使用一个小太阳帆导航到一个近地小行星（因此得名“NEA”）。

小行星和Cubesat是天生的伙伴。登陆行星需要一套庞大而复杂的减速和软着陆机制。由于其微弱的引力，像苯奴和龙宫这样的小行星要简单得多。你真正需要做的就是与它们并驾齐驱。你可以几乎不费吹灰之力地着陆（更像是“擦身而过”）然后再次起飞。甚至Cubesat也能做到。小型天体和小型航天器自然而然地配合得很好。

小行星和Cubesat之间的另一个协同作用是体积——或者更确切地说，是丰富性。像苯奴或更大的小行星有超过一百万颗。近距离勘测大量小行星在科学上会非常有趣，但用像洞察号那样价值8亿美元的任务来完成这将是疯狂的。另一方面，可以想象派出几十甚至上百架廉价的Cubesat，像蜂群一样在地球轨道和小行星带周围蜂拥而至，观察周围的花朵。

像Philip Metzger这样的太空资源爱好者已经勾画出了类似的设想。去年，一个芬兰团体展示了50艘纳米飞船如何能在大约3年内勘测300颗小行星，其成本远低于一次火星着陆器的费用。小行星之所以成为有吸引力的商业目标，是因为它们的资源唾手可得——易于获取，易于离开。小行星和彗星也是有吸引力的科学目标，因为它们是太阳系早期遗留下来的残骸。它们一点一滴、一章一章地包含了我们起源的故事。

只有当我们把这些小部分拼凑起来，才能理解这个故事的全部脉络。而且……那首歌又在我脑海里响起来了。

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