但在通信方面，立方體衛(wèi)星小巧的體積卻是一個不利因素。尤其是我們很難做到為這些衛(wèi)星配備足夠大的天線，來滿足高數(shù)據(jù)速率和高分辨率雷達(dá)。所以這些微型衛(wèi)星只能局限于地球軌道，無法推進(jìn)地球軌道之外的科學(xué)前沿探索。如果我們能找到某種方法，為立方體衛(wèi)星配備強(qiáng)大的高增益天線，也就能開創(chuàng)眾多嶄新的研究和探索機(jī)遇。圍繞地球軌道的立方體衛(wèi)星最終將能進(jìn)行基于雷達(dá)的科學(xué)研究，如測量氣流及降水量。利用高數(shù)據(jù)速率天線，立方體衛(wèi)星將可以擴(kuò)大探索疆域，去探索太陽系。經(jīng)過幾年的不懈努力，JPL天線研究小組最終用兩種不同的方式解決了這一難題。在一個名為“立方體衛(wèi)星雷達(dá)”（Radarin a CubeSat，又稱RainCube）的項目中，我們設(shè)計了一種可展開的天線，衛(wèi)星到達(dá)軌道后，這種天線會像一把傘一樣展開。另一個名為“火星立方體-1”（又叫作MarCO）的項目計劃于今年5月份發(fā)射，我們創(chuàng)造了一種能在立方體衛(wèi)星表面展開的平板天線。我們的成功促使NASA開始考慮通過這些微型平臺來執(zhí)行那些曾一度被認(rèn)為只能通過大型傳統(tǒng)衛(wèi)星才能執(zhí)行的任務(wù)。我們的天線技術(shù)已獲得專利并授權(quán)給了數(shù)個商業(yè)太空公司。下面將詳述我們?nèi)绾瓮瓿闪诉@項在許多人看來難比登天的工程壯舉，以及在此過程中所獲得的認(rèn)識。立方體衛(wèi)星并不是唯一的微型衛(wèi)星，但這類衛(wèi)星的適應(yīng)性最強(qiáng)，也受到了廣泛關(guān)注。其基本構(gòu)件是邊長僅為10厘米的立方體，重量最多為1公斤出頭。這些“一個單元”（1U）的立方體能按需接合在一起；常見變體由3個、6個或12個立方體構(gòu)成。美國斯坦福大學(xué)和加州理工州立大學(xué)的工程師們于1999年首次研發(fā)了立方體衛(wèi)星，作為一種幫助學(xué)生親自動手設(shè)計、制造、發(fā)射并操作衛(wèi)星的方式。自那以后，各種各樣的立方體衛(wèi)星子系統(tǒng)投入使用，并成為專業(yè)任務(wù)的通用工具。首先，這類衛(wèi)星能被迅速安裝。在JPL，從開始規(guī)劃到完成設(shè)計、組裝和測試，我們僅用時10至12個月，而對更大型的、模塊較少的航天器而言，這一過程卻需要3年甚至更長的時間。當(dāng)然，重達(dá)數(shù)千公斤的傳統(tǒng)衛(wèi)星能承載比微型立方體衛(wèi)星更多的儀器。但對于有特定目的的任務(wù)，立方體衛(wèi)星是一種經(jīng)濟(jì)實惠并頗具吸引力的選擇。而且，發(fā)射立方體衛(wèi)星群能提升航天器的時間分辨率，相較于大型航天器，對同一區(qū)域的遙感更加頻繁。在我們新型天線的幫助下，利用RainCube和MarCo執(zhí)行各種任務(wù)不僅是可行的，而且非常明智。顧名思義，創(chuàng)建RainCube的目的是觀測天氣。它的雷達(dá)能幫助NASA研究降水量并改進(jìn)天氣預(yù)報的模式?？茖W(xué)家們計劃發(fā)射一系列此類衛(wèi)星，以此獲得的時間分辨率比單獨(dú)一顆大型衛(wèi)星所能提供的更高。這類微型雷達(dá)裝置的體積僅相當(dāng)于一個麥片盒的大小（按立方體衛(wèi)星的說法是6U）。這個小盒須容納電源系統(tǒng)、計算機(jī)、控制系統(tǒng)及其他所有器件。就如同任意一個麥片盒，這個盒子也需要空間來盛放最重要的物品：雷達(dá)。RainCube的主要研究者伊娃?佩拉爾（Eva Peral）通過一系列有獨(dú)創(chuàng)性的工程設(shè)計，按數(shù)量級縮小并簡化了雷達(dá)裝置。然而，當(dāng)其他器件裝入裝置后，仍僅為雷達(dá)及其天線留出了1/4的空間。