科罗拉多大学博尔德分校的丹尼尔·劳特 艺术家对环绕地球运行的雪碧立方体卫星的描绘
信用:LASP 科罗拉多大学博尔德分校的科学家正在开发一颗烤箱大小的卫星，探索宇宙最基本的奥秘之一:恒星辐射是如何冲出第一个星系，从根本上改变我们今天所知的宇宙构成的
这些洞见将来自超新星遗迹和再电离试验台实验的替代物，这是一项由美国宇航局资助的任务，由位于玻尔得大学的大气和空间物理实验室(LASP)领导
计划于2022年发射的价值400万美元的“雪碧”是LASP“小飞船”系列中最新的一款
这个“立方体卫星”的长度将超过一英尺，重约40磅
它还将从现代恒星和超新星中收集前所未有的数据，以帮助科学家更好地理解宇宙历史上被称为“再电离时代”的一段时间——在这段时间里，宇宙中的第一批恒星快速而坚硬地生存着，在短短几百万年的时间里燃烧殆尽并变成超新星
“我们正试图确定宇宙最初形成时是什么样的，以及它是如何演变成今天这个样子的，”布莱恩·弗莱明说，他是LASP的一名研究教授，领导着SPRITE任务
该团队还希望雪碧能展示立方体卫星能取得多大的成就
迄今为止，这些微型航天器大多专注于研究离家更近的现象，如地球天气或太阳表面爆发的耀斑
“有一种观点认为，要进行新的天体物理学，你需要收集大量的光，所以你需要一些大的东西，”弗莱明说，他也是天体物理学和行星科学系的成员
“SPRITE正在尝试做一些不同的事情
通过优化设计和使用新技术，你可以做很多科学研究
" 清除 一位艺术家描绘了被中性氢气云包围的宇宙第一批恒星的样子
信用:NASA 换句话说，雪碧在一个小包装里装了很多雄心壮志
弗莱明解释说，在再电离时代之前，宇宙并不像今天这样
宇宙的第一批恒星和星系刚刚开始形成，但它们的光不能像今天这样传播到太空中——星系之间的巨大距离充满了中性气体，有效地模糊了宇宙
然后，130多亿年前，这种情况开始发生变化:来自这些年轻恒星的辐射开始从它们的星系中泄漏出来，并电离周围的气体——将电子从氢原子中踢出，改变了弥漫在宇宙中的物质的性质
“我们开始看到这些电离气泡出现，”他说
“渐渐地，气泡变得越来越多，直到它们开始融合
" 这个理论只有一个问题:科学家们仍然不确定这种光是如何从宇宙最初的星系中逃逸出来的
一种理论认为，古代超新星把早期恒星周围的致密气体云吹走了，有点像太空中的巨型吹叶机
弗莱明说:“超新星极具破坏性。”
“他们可能已经能够将中性气体移开，从而使电离辐射能够离开这些早期的星系
" 哈勃太空望远镜拍摄的超新星爆发的冲击波图像
信用:美国宇航局，欧空局和G
培根
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萨默斯科技 变得有创造力 雪碧不会试图直接观察那些古老的火山爆发
相反，它将在离家更近的地方进行两项调查
人们将测量附近的星系如何发出电离辐射
第二部分将观察麦哲伦星云中爆炸恒星的残骸，麦哲伦星云是环绕我们银河系的两个矮星系
这并不容易
这种辐射只能在窄小的紫外线窗口中观察到——这在历史上是很难用望远镜发现的
为了克服这一限制，SPRITE团队正在试验一系列以前从未飞向太空的新技术
它们包括一种特殊类型的镜面涂层，用于将紫外线反射到立方体卫星的探测器上
SPRITE团队正在为航天器进行最终设计，并将很快开始制造原型部件
这项任务也将是LASP大学的科学家和工程师的学习机会
弗莱明解释说，立方体卫星为学生和年轻的科学家和工程师提供了一个从头到尾从事太空任务的机会——这在许多更大、更复杂的项目中是不可能的
这也是达娜·查菲兹决定制作雪碧的原因之一
她于2019年12月毕业于波士顿东北大学，并于4月加入弗莱明的实验室，担任机械工程师
查菲兹说，这个立方体卫星项目让她有机会对设计过程拥有更多的所有权，并有能力尝试以前没有人想到的想法
“如果我想做一些新的事情，只要我们能测试它，我们就能做到，”查菲兹说
“这是一个非常有创意的环境
"
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