美國“先鋒 1 號”衛星在軌 67 年,科學家欲將其帶回地球
更新于:2025-04-06 14:27:43

IT之家 4 月 6 日消息,六十七年前,當美蘇太空競賽如火如荼之時,蘇聯的“斯普特尼克 1 號”衛星成功進入地球軌道,開啟了人類的太空時代。這一事件不僅引發了美國的擔憂,更在當年美國海軍的“先鋒號”火箭發射失敗后,讓美國在太空領域倍感壓力。然而,美國並未就此止步,1958 年 1 月 31 日,美國陸軍發射的“探險者 1 號”衛星成功進入太空,為美國帶來了轉機。儘管“先鋒號”火箭在首次發射時遭遇失敗,但其在 1958 年 3 月 17 日成功將“先鋒 1 號”衛星送入軌道,使其成為美國第二顆衛星。

據IT之家瞭解,“探險者 1 號”已於 1970 年重返地球大氣層,而“先鋒 1 號”卻仍在太空中運行,其剛剛慶祝了自己環繞地球 67 周年的紀念日。這顆由美國海軍研究實驗室(NRL)擁有並開發的微小衛星,是第一顆使用太陽能電池板供電的人造衛星。

目前,“先鋒 1 號”處於一個橢圓形軌道,其近地點距離地球約 660 公里,遠地點約為 3822 公里,軌道傾角為 34.25 度。最近,一支由航空航天工程師、歷史學家和作家組成的團隊提出了近距離觀察甚至回收“先鋒 1 號”的方案。他們認為,儘管回收這顆最古老的在軌衛星並非易事,但值得進一步研究。去年,在美國航空航太學會主辦的一次科技會議上,該團隊提出了這一想法。

“先鋒 1 號”被視為太空時代的“時間膠囊”。該研究團隊提出回收的想法是他們自己的觀點,並不一定代表他們所在組織 —— Booz Allen Hamilton 公司的觀點,該公司是一家領先的先進技術公司,專注於處理一系列關鍵的國防、民用和國家安全問題。

Booz Allen Hamilton 公司位於科羅拉多州科羅拉多斯普林斯的航空航太研究分析師馬特・比爾(Matt Bille)領導了“先鋒 1 號”回收方案的研究工作。他對《太空網》表示:“我們不是第一個有這個想法的人,也希望不會是最後一個。但我們必須等待,看看是否有具備所需能力的實體認為其價值值得投入。”儘管“先鋒 1 號”自 1964 年起就停止了信號傳輸,但其位置和軌道是已知的。比爾說:“當太陽能電池板的輸出功率低於發射機所需的功率時,衛星就停止了信號傳輸。”公開的跟蹤數據顯示了“先鋒 1 號”的位置和軌道資訊,這些資訊可用於定位更高解析度的感測器。

這些感測器或許可以確定衛星是否完好無損,並確認其是否處於旋轉或翻滾狀態。如果“先鋒 1 號”被回收並帶回地球,近距離檢查又能發現什麼呢?比爾回應說:“我們的研究顯示,人們可能對太陽能電池板、電池和金屬的狀況感興趣,還會對這麼長時間內微流星體或碎片撞擊的記錄感興趣。”

比爾和他的同事們已經研究了使用能夠安全檢查、並在必要時回收衛星以供研究的技術的方案,然後將其作為宇航考古學展品進行展示。“先鋒 1 號”可以被送入較低軌道進行回收,或者被帶到國際空間站進行包裝,以便帶回地球。經過研究后,這顆歷經太空歲月洗禮的老兵將成為美國太空航天博物館的一件有趣展品。

研究團隊解釋說,一個尚未確定的牽頭組織可以作為“先鋒任務管理局”(VMA)。整個任務將分為兩個階段:首先,對“先鋒 1 號”進行成像,以確定其在回收決定之前的狀態。如果獲得批准,那麼衛星的實際回收工作將隨後進行。

然而,靠近這顆重約 1.46 公斤、直徑 15 釐米、天線跨度 91 釐米的“先鋒 1 號”衛星是一個巨大的挑戰。這是一個小型衛星,需要小心謹慎地處理。

研究小組建議,或許一個對歷史或慈善感興趣的私人資助者可以承擔回收的費用。要知道,企業家賈裡德・以撒曼(Jared Isaacman)曾自費使用 SpaceX 的太空艙進行太空旅行,甚至進行了首次民間太空行走。他還提出了前往哈勃太空望遠鏡的任務。

還有財力雄厚的傑夫・貝索斯(Jeff Bezos)的藍色起源公司,曾支援從大西洋回收阿波羅計劃的土星五號發動機用於博物館展覽。

將“先鋒 1 號”帶回地球有諸多吸引人的理由,開發和展示行業提供的太空重新定位服務是其中之一。

“對於材料工程師和太空歷史學家來說,這將是一個無與倫比的學習機會。”比爾和研究小組成員爭論說,“回收‘先鋒 1 號’將是一個挑戰,但這是美國整個太空社區向前邁出的可實現且極其寶貴的一步。”

美國海軍研究實驗室航太器工程部門副主任比爾・雷諾(Bill Raynor)也持類似觀點。儘管“先鋒 1 號”在 1964 年 5 月停止了信號傳輸,但雷諾表示,自那以後,衛星的 133 分鐘軌道一直被一個光學空間監視感測器網路跟蹤,並且至今仍具有科學價值。

“對‘先鋒 1 號’軌道的跟蹤結果提供了許多早期數據,支援了對地球扁率(類似於梨形)的發現和估算。”雷諾稱。

如果“先鋒 1 號”被回收並帶回地球,我們能從其長期暴露在太空中的經歷中學到什麼呢?雷諾補充說:“對於材料和輻射效應科學家和工程師來說,這將是一個前所未有的機會,用於研究長期太空環境暴露的影響。”