天文|用大气制动，节约燃料，为了更好的跳跃_航空航天|科技|大气层

简介：探测远距离行星其距离及行星自身复杂性给任务带来了极大的挑战性，并且极高代价。 Pluto较适宜的大气层与重力为进一步探测带来了可能。 GAC作为Pluto开拓者计划在星球上建立相似的膨胀结构刹车模式，使探测器能够跳跃式探测。

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NASA的一个项目正在研究一种新的方法来减慢行星飞船的速度，以巧妙的实现在矮行星上跳跃着执行任务。
一旦速度降至每秒50米， GAC（全球航空航天公司）的一个设计会让飞船与气球分开，以进行常规（但经济）的火箭动力着陆。

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行星探测任务始终是技术和成本之间的权衡。最初的任务只是飞过或撞上了目标行星，然后出现了平稳的软着陆，并采用了轮式漫游车。如果要探测一个星球，就需要尽可能多地探索它，但是，正如Google Lunar XPrize所展示的那样，即使在月球上都非常昂贵且具有挑战性，更不用说在遥远的星球上了。越远的行星，问题就越明显，并且每个行星都有其自身的挑战：金星大气层浓厚，但环境有毒，火星重力较低，但几乎没有可以帮助制动的大气。

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【天文|用大气制动，节约燃料，为了更好的跳跃】
冥王星可能是终极挑战，因为如此遥远的旅程需要消耗非常大的能量，是探索太阳系各大行星中最大的。“新视野号”（New Horizons）是有史以来最快的太空探测器之一，它花了九年的时间才飞到那里。但是，冥王星具有大气和重力的有利组合， GAC的一个团队希望利用它来实现冥王星勘探。

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GAC是一家位于加州欧文戴尔的航空航天工程公司。他们在太空中使用充气结构方面具有丰富的经验，也正在使用这种结构来设计巧妙的航天器制动系统。尽管冥王星的地表大气压力仅为地球的十分之一，但其低重力（相当于地球的6.7％）意味着大气层距离行星表面很远，大约1,600公里（1,000英里），相当于冥王星半径的135％——地球大气层约为其平均半径的12％左右。

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GAC设计了地表气球、可充气的太空栖息地和人造卫星拖曳帆，并计划通过气球减速器将载荷传送到冥王星表面，该气球减速器可在空间中伸展到足球场的大小。尽管接近速度可能高达每秒14公里（8.7英里），但轻巧的气球及其巨大的横截面可以让航天器缓慢减速到大气中，最终软着陆所需的推进剂少于3.5千克。

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利用大气中的原生资源几乎可以“免费”着陆，这将为航天器自身推进系统腾出宝贵的空间。 GAC有一个宏伟的计划，可以重复使用火箭推进器，这是每艘飞船必备的装置。在进行了初步的软着陆并勘测了该区域之后， GAC的设计将使用之前节约下来的燃料来启动发动机，将航天器不断发射出去，就像在行星表面弹跳。这样，它将能够从大气层不同高度并拍摄航空照片，并且从多个着陆点收集数据。

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尽管处于早期阶段， GAC还是建议测试打包在CubeSat系统（一种用于太空研究的小型卫星，由10厘米×10厘米×10厘米立方单位的倍数组成）中的小规模版本，该版本可以从国际空间站进行部署。这样就可以在最终发射到冥王星之前，先在地球轨道上测试和评估。这种可充气的拖曳风帆还可以帮助航天器在进入任何具有大气层的星球时进行制动。 GAC希望在未来的10至15年内与NASA研发机构（如JPL或LaRC）合作开发完整的任务。
作者: Lee Cavendish
FY: 墨人
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