雅典娜 EPIC 衛(wèi)星完全集成后，在 NovaWurks 的潔凈室中進(jìn)行性能測(cè)試，為傳感器發(fā)射做準(zhǔn)備。在儀器頂部附近可以看到光學(xué)模塊有效載荷元件以及單個(gè)小型望遠(yuǎn)鏡。圖片來(lái)源：NovaWurks

美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的 “雅典娜經(jīng)濟(jì)有效載荷集成成本” 任務(wù)（簡(jiǎn)稱雅典娜 EPIC）是一項(xiàng)創(chuàng)新、可擴(kuò)展航天器設(shè)計(jì)的測(cè)試發(fā)射，旨在為未來(lái)的任務(wù)提供支持。這種小型衛(wèi)星平臺(tái)經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)，可通過(guò)管理常規(guī)功能在星上有效載荷之間共享資源，這樣各個(gè)有效載荷就無(wú)需自行處理這些功能。

這項(xiàng)技術(shù)降低了納稅人的成本，也讓發(fā)射流程更加快捷。

“加快探索速度是 NASA 的基礎(chǔ)所在。我們通過(guò)行業(yè)合作伙伴利用聯(lián)邦機(jī)構(gòu)間創(chuàng)新太空技術(shù)的能力，這就是未來(lái)的發(fā)展方向，” 美國(guó)國(guó)家航空航天局總部空間技術(shù)任務(wù)理事會(huì)副局長(zhǎng)克萊頓・特納表示。

“雅典娜 EPIC 是政府發(fā)揮最佳作用的寶貴示范 —— 利用現(xiàn)有硬件，配置以適配新技術(shù)，為人類服務(wù)，推動(dòng)知識(shí)進(jìn)步�！�

美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）以及美國(guó)太空部隊(duì)是此次演示任務(wù)的政府合作伙伴。雅典娜 EPIC 的行業(yè)合作伙伴 NovaWurks 提供了這款航天器，它采用了由超集成小衛(wèi)星（HISat）組裝而成的小型衛(wèi)星平臺(tái)。

HISat 儀器本質(zhì)上類似于兒童的聯(lián)鎖積木玩具。它們被設(shè)計(jì)成可組裝成更大的結(jié)構(gòu)，即 “傳感器飛行器”（SensorCraft）。這些 “傳感器飛行器” 能夠與多個(gè)有效載荷共享資源，并能調(diào)整成不同的尺寸和形狀以適配這些有效載荷。

這種易于配置的積木式架構(gòu)為有效載荷的設(shè)計(jì)和構(gòu)想提供了極大的靈活性，最終讓有效載荷提供商能更便捷、低成本地進(jìn)入太空，并提高在多個(gè)軌道間的機(jī)動(dòng)能力。

完全組裝并測(cè)試完畢的雅典娜 EPIC 衛(wèi)星包含 8 個(gè) HISat，它們被安裝在 SpaceX 提供的發(fā)射基座模型上，該基座將在發(fā)射期間承載雅典娜。圖片來(lái)源：NovaWurks

美國(guó)國(guó)家航空航天局位于弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)并制造了雅典娜傳感器有效載荷，它由一個(gè)光學(xué)模塊、一個(gè)校準(zhǔn)模塊和一個(gè)新開發(fā)的傳感器電子組件組成。雅典娜 EPIC 的傳感器是利用 NASA 的 CERES（云與地球輻射能量系統(tǒng)）任務(wù)的備件制造而成的。多代 CERES 衛(wèi)星和空間站儀器一直在追蹤地球的輻射收支情況。

“雅典娜沒有搭載自己的處理器，我們而是使用 HISat 上的處理器來(lái)控制諸如加熱器之類的設(shè)備，并執(zhí)行一些通常由我們有效載荷上的處理器完成的控制功能，” 來(lái)自 NASA 蘭利研究中心的雅典娜 EPIC 首席研究員科里・普里斯特利說(shuō)。

“因此，這是將儀器和衛(wèi)星平臺(tái)融合成我們所說(shuō)的‘傳感器飛行器’。這是一種更集成化的方法。我們的核心儀器不需要內(nèi)置那么多功能，因?yàn)樾l(wèi)星宿主會(huì)為我們提供這些功能。這樣我們獲得了更高的冗余度，也簡(jiǎn)化了我們的有效載荷。”

這是 NASA 牽頭的首個(gè) HISat 任務(wù)。傳統(tǒng)衛(wèi)星，比如搭載 CERES 儀器的衛(wèi)星，體積龐大，有時(shí)和校車一樣大，并且搭載多個(gè)儀器。它們往往是定制單元，配備有自己所有的硬件和軟件來(lái)管理控制、推進(jìn)、相機(jī)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、處理器、電池等，有時(shí)甚至每樣?xùn)|西都需要配備兩個(gè)，以防止系統(tǒng)出現(xiàn)故障。所有這些因素，再加上需要更大的運(yùn)載火箭，大大增加了成本。

這種將儀器送入太空的變革性方法可以將每次任務(wù)的成本從數(shù)十億美元降至數(shù)百萬(wàn)美元。“現(xiàn)在我們談?wù)摰氖切〉枚嗟臇|西 —— 迷你冰箱大小的‘傳感器飛行器’，” 普里斯特利說(shuō)�！叭绻�在軌道上確實(shí)出現(xiàn)故障，更換它們的成本會(huì)低得多。對(duì)于地球觀測(cè)而言，這是一種截然不同的前進(jìn)方式�！�

雅典娜 EPIC 計(jì)劃于 7 月 22 日作為搭載載荷，由 SpaceX 的獵鷹 9 號(hào)火箭從加利福尼亞州范登堡太空軍基地發(fā)射。此次發(fā)射中，NASA 的主要有效載荷將是 TRACERS（串聯(lián)重聯(lián)與 cusps 電動(dòng)力學(xué)偵察衛(wèi)星）任務(wù)。TRACERS 任務(wù)由愛荷華大學(xué)牽頭，隸屬于 NASA 科學(xué)任務(wù)理事會(huì)的日球物理學(xué)部門。

“蘭利研究中心長(zhǎng)期以來(lái)在為在軌衛(wèi)星開發(fā)遙感儀器方面一直處于領(lǐng)先地位。隨著衛(wèi)星變得越來(lái)越小，需要一條非傳統(tǒng)、更高效的發(fā)射路徑，以降低復(fù)雜性，同時(shí)提高國(guó)家在探索、科學(xué)和技術(shù)測(cè)量方面的價(jià)值，” 特納補(bǔ)充道。

提供者：美國(guó)國(guó)家航空航天局