几个世纪以来，人类一直致力于研究恒星和天体，无论是通过肉眼观察，还是通过地面和太空中的望远镜来观测几乎整个电磁频谱的宇宙。每一种观测方式都揭示了太空居民的新信息——X射线脉冲星、伽马射线爆发等，但仍然有一个视角缺失：低频射电天空。
低频观测的挑战与机遇
低频射电天空的观测面临着来自地球电离层的挑战，这一大气层含有带电粒子，阻止了极低频无线电波穿过。因此，需要基于太空的仪器来观测这些波长。另一个挑战是，长波长观测需要相应的大型望远镜，如果使用传统的抛物面天线设计，其长度需要达到数公里。
"GO-LoW将是一种新型望远镜，由成千上万的航天器组成，它们半自主地协同工作，只需地球有限的输入，"GO-LoW项目首席研究员、MIT海斯塔克天文台的Mary Knapp表示。"GO-LoW将使人类能够以新的视角观察宇宙，开启电磁频谱中最后的几个前沿领域之一。"
创新的干涉测量技术
GO-LoW将采用干涉测量技术——一种结合来自许多空间分离接收器信号的技术，当这些信号组合在一起时，将作为一个大型望远镜运行——以获取系外行星和其他太空源的高度详细数据。类似技术曾被用于拍摄第一张黑洞图像，以及最近的第一颗已知系外行星辐射带图像。
洛威尔天文台的团队成员Melodie Kao表示，这些数据可能揭示系外行星的构成和生命潜力。"[系外行星周围的射电波极光]携带重要信息，例如行星是否有磁场、磁场强度如何、行星自转速度如何，甚至关于行星内部结构的线索，"她说。"研究系外行星射电极光及其所追踪的磁场是宜居性难题的重要组成部分，也是GO-LoW的关键科学目标之一。"
技术可行性与发展契机
最近几项趋势和技术发展将使GO-LoW在不久的将来成为可能，包括大批量生产的小型卫星成本下降、巨型星座的兴起，以及NASA太空发射系统等大型高容量运载火箭的回归。GO-LoW将是首个将干涉测量技术用于科学目的的巨型星座。
GO-LoW星座将通过几次连续发射构建，每次发射包含数千航天器。一旦它们进入近地轨道，航天器将在前往最终目的地——地球-太阳拉格朗日点之前进行燃料补给，然后在那里部署。拉格朗日点是太空中两个大天体（如太阳和地球）引力处于平衡的区域，航天器相对于这两个较大天体保持位置所需的燃料最少。在这个远离地球的位置（1天文单位，约9300万英里），也将大大减少可能掩盖GO-LoW敏感测量的射频干扰。
分层架构与系统设计
"GO-LoW将采用分层架构，包含数千个小型监听节点和较少的大型通信与计算节点(CCNs)，"林肯实验室应用空间系统组的团队成员Kat Kononov表示。节点是指星座中的单个小型卫星。"监听节点是小型、相对简单的3U立方体卫星——大约一块面包大小——它们使用低频天线收集数据，将其存储在内存中，并通过无线电链路定期将其发送到通信和计算节点。相比之下，CCNs的大小约为迷你冰箱。"
CCN将跟踪其附近监听节点的位置；收集并减少来自各自监听节点（约100个）的数据；然后将这些数据传输回地球，在那里可以进行更密集的数据处理。
科学目标与预期成果
在完全部署的情况下，拥有约10万个监听节点的GO-LoW星座应该能够观测到太阳系内（5至10秒差距范围内）拥有磁场的系外行星，其中许多将是首次被观测到。
GO-LoW研究团队最近发表了他们第一阶段的发现结果，该研究确定了一种称为矢量传感器的高级天线是此应用的最佳类型。2024年，林肯实验室设计了一种适合在太空使用的紧凑型可展开式传感器。
该团队目前正在开展项目的第二阶段，即构建星座运行的多智能体仿真。
"我们在第一阶段研究中了解到，GO-LoW的难点不在于任何特定技术……难点在于系统：系统工程和运行该系统的自主性，"Knapp说。"那么，我们如何构建这个星座，使其成为一个可管理的问题？这就是我们在研究的下一部分中要探索的内容。"
科学价值与应用前景
GO-LoW的数据可能揭示系外行星的构成和生命潜力。研究系外行星射电极光及其所追踪的磁场是宜居性难题的重要组成部分。通过分析这些数据，科学家可以确定行星是否有磁场、磁场强度如何、行星自转速度如何，甚至关于行星内部结构的线索。
此外，GO-LoW还将帮助科学家研究宇宙中的其他神秘现象，包括脉冲星、星系演化、宇宙大尺度结构等。低频射电观测将揭示传统观测方法无法捕捉的现象，为天文学和天体物理学研究开辟新的方向。
项目合作与未来展望
GO-LoW是林肯实验室众多民用太空项目之一，旨在利用最初为国家安全开发的高级技术，支持科学和社会的新太空任务。"通过调整这些能力以服务新的利益相关者，实验室有助于开启新的发现前沿，同时构建具有弹性、成本效益的系统，造福国家和世界，"林肯实验室民用空间系统与技术办公室副主任Laura Kennedy表示。
"就像1969年登陆月球，或1990年代发射哈勃望远镜一样，GO-LoW有望让我们看到前所未见的事物并产生科学突破，"Kononov说。
GO-LoW是林肯实验室、海斯塔克天文台和洛威尔大学之间的合作项目，同时还有LeafLabs的Lenny Paritsky和康奈尔大学的Jacob Turner参与其中。
随着技术的不断进步和项目的持续推进，GO-LoW有望彻底改变我们对宇宙的理解，为人类探索太空开启新的篇章。这一创新项目不仅代表了太空观测技术的重大飞跃，也将为天文学和天体物理学研究带来前所未有的机遇。
