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【精华推荐】折叠机翼飞机、空间激光通信、捕捉小行星、电磁驱动器、“蜂群”小卫星、韦伯太空望远镜、足不出户游火星

美新政府的NASA展望:

大力发展太空探索,地球研究转交NOAA

据外媒报道,很难预测唐纳德·特朗普上台之后的NASA会是什么样,因为这位新晋总统在竞选过程中鲜少谈到太空政策以及相关计划。不过特朗普的太空探索顾问团队倒是作出了明确的表态,他们希望NASA能把研究重点放到深太空探索上,而不是对地球和气候科学,另外私营航天行业也将继续在未来扮演重要角色。据悉,这一讯息来自最近刊登在Space News上的一篇专栏文章。

文章由前众议院科学委员会主席、特朗普NASA交接团队成员的Robert S. Walker和经济学家、公共政策专家Peter Navarro联合编写。两位写道:“NASA应当将首要的精力放在深太空研究活动上,而非以地球为中心的研究工作,因为其他机构能够更出色地完成这项工作。在本世纪结束之前,探索整个太阳系将成为NASA的工作重点和目标。”

负责为特朗普新政府编写太空政策的Walker表示,NASA所有用于研究地球及其气候的卫星任务都应交由国家海洋与大气管理局(NOAA)负责,而多出来的资金可以支持NASA展开更多、更深入的深太空探索。

显然,这一政策将可能完全改变NASA地球科学研究部门的命运。据了解, 该部门在奥巴马执政时期获得了增长速度相对稳定的预算,今年,它得到了19.21亿美元的研究预算,比2009年的时候增长了4.21亿美元,而这一现状将在新政府到来发生巨大转变。

至于特朗普政府未来是否要完全削减地球科学部门的预算现还不能下定论,但可以肯定的是不大可能,因为NASA的预算是由总统和国会共同决定的。太空政策咨询机构PoliSpace创始人Jim Muncy就表示特朗普政府不可能将地球科学研究部门数十亿美元的预算否切除掉,然后将它全部用到深太空探索上,不过参议院和众议院将都由共和党控制倒是自奥巴马执政以后从未出现过的局面。

而为了让民间太空探索资源能够得到有效利用,Walker打算重建国家太空政策委员会--一个由副总统领导的太空管理机构,它将确保每个太空部门都能在满足美国利益的前提下得到适当发展。美国历史上最后一个国家太空政策委员会由老布什建立,后来由克林顿在1993年解散。

至于NASA其他部分目前还未获得任何消息。不过按照历史发展,即便处在总统过渡时期该部门仍会按照原来的步伐继续下去,不过2008年除外。那个时候,NASA的太空航天飞机计划即将接近尾声、国际空间站即将建设完成、重返月球“星座计划”即将诞生。不过后来因为预算问题,在奥巴马上台之后,他的交接团队最终取消了“星座计划”,转而将研究目标转向了火星。

针对火星探索计划,Walker和NNavarro表示政府可以放弃正在建造的猎户座(Orioin)飞船和太空发射系统(SLS),在他们看来,像SLS的建造无非就是现运载火箭的升级版,而SpaceX和蓝色起源公司则都已经宣布了研发巨型重载火箭的计划,所以NASA不妨从中好好利用来自民间的资源。

不过Walker也表示,现在一切都还未下定论。Garver则表示NASA雇员无需担心自己参与的项目将会消失。

创新是NASA新科技主管的当务之急

      美国航空航天局科学理事会的新负责人说,他希望在其各种任务中纳入更多的创新理念,但也承认在目前及不久的将来的任务中,可创新的机会非常有限。
       10月31日在NASA总部的记者圆桌会议上,9月27日被指名为该机构的科学助理管理员Thomas.Zurbuchen,说他将寻求机会,纳入所谓的“破坏性”技术,如小型卫星在执行该机构的科技任务的同时确保它成功地执行了更多的任务。
       Zurbuchen来自密歇根大学,在那里他为几个空间科学任务的仪器工作。他还是一位航空航天工程教授,并对创新理论进行了研究。
       一个潜在的额外创新领域是小型卫星。在加入NASA之前,Zurbuchen主持了一项国家科学研究,研究了用于科学任务的立方体的潜在用途。
       “我真的很想知道我们如何使我们的工具组合多样化,”他询问如何执行委员会报告的建议时说。 “我们会有一些惊人的机会去使用这种技术。
       他提到小型卫星的好处时,举了一个例子是美国航空航天局的旋风全球导航卫星系统(CYGNSS)任务,计划于12月发射。 CYGNSS由八个小地图的星座组成,它们将收集可支持飓风预测的海面风力数据。他还说,其他航天器能够进行类似的测量,但是CYGNSS卫星的网络将允许他们更频繁地收集数据。

NASA造了一架可以折叠机翼的新飞机 

灵感来自于老鹰捕食

  在自然界,老鹰捕猎时发现目标后发起高速俯冲,为保持平衡,它的翅膀会在整个俯冲阶段都保持收拢。日前,美国国家航空航天局(NASA)正研究如何将这一原理实际应用到飞机设计中去,通过折叠机翼来减少飞行阻力、提高飞机的升力和偏航控制力。

  据《每日邮报》消息,NASA的阿姆斯特朗飞行研究中心与兰利研究中心、格伦研究中心的团队正合作开发一种名为“展向自适应机翼(SAW)”的新型概念。该设计使用了机械接合的方法,通过一个连接机翼的铰链来控制机翼形状,最高可弯折75度,飞行员可通过调节铰链找到飞行阻力最小和升力最大的最优位置。

机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。其最主要作用是产生升力。“理想地来说,我们希望能够控制部分机翼,通过向上或向下弯折来找到最佳的飞行条件,”该项目的首席调查员Matt Moholt说道,“比如你在一个需要垂直爬升的飞行情景下,那么机翼的最优位置则可能是调高或调低15度”。

 除了普通的飞机,NASA认为SAW的设计可以帮助提高飞机以超音速和高超音速的速度飞行时的效率。一旦飞机突破音障(音障指在飞行速度达到音速的十分之九,即马赫数M0.9空中时速约950公里时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增),飞机在获得更大的升力的同时也面临着更大的偏航风险(飞机绕机体发生旋转)。

因此,超音速飞机和质量很大的飞机都需要为控制飞行过程中出现偏航现象而安装垂直稳定器。垂直稳定器的主要作用为维持飞行方向的稳定,并在起降过程中发生发动机失效引起的不对称推力时对飞机进行有效控制。

  NASA则认为,相较于笨重的稳定器,控制更小更精确的机翼形状可达到同样的稳定效果,可承担部分垂直稳定器的功能。SAW的末端可通过向上或向下折叠,以创造更多的垂直表面来增加稳定性,并且会在需要关键的升力的起降阶段展开机翼,以增加飞行的升力面。该设计可以有效减少、或除去飞行过程中对垂直尾翼的使用,飞机所要承受的阻力和重力减小,燃料的消耗量也会随之降低。

  “折叠机翼”的概念自1940年代以来就已存在。一直以来,对折叠机翼的研究和使用均停留在减少所占空间的阶段,为飞机在航空母舰的甲板上占据更小的空间或是更适合小型机库做出折叠的设计。但NASA的研究却扩展了一个全新的领域,对传统的固态飞行系统进行了突破。

  NASA对SAW设计初衷就是要将这一概念融入21世纪所使用的先进技术和材料。“我们正在回顾折叠翼飞机的研究,因为上世纪60年代不存在的制动器技术,目前机翼所需的接合和控制变得更小、更精准”,Moholt说。

  此外,NASA还指出,SAW还能实现动态的位置改变,它能根据不同的飞行条件将升降和偏航两种模式混合起来使用。

当然,NASA关于新飞机设计的实验数不胜数,“折叠机翼”之于NASA也并不是完全陌生的领域。2015年,在NASA完成的长达六年的“环境友好航空项目(Environmentally Responsible Aviation program)”中,有一项被称为“自适应柔性后缘(ACTE)”的新型变形机翼技术完成了22次飞行测试,ACTE的襟翼可在-2度至30度的范围内进行弯折。

目前NASA暂未透露有关SAW是如何工作的细节。据其官网消息,目前NASA正与波音、Area-I合作开发一个SAW的原型,计划2017年春天在“Ptera”的比例模型机上进行测试,并将对机翼接合最优化的全尺寸制动器也展开地面测试,对适航性和潜在的燃料储蓄的分析也将同时进行。

NASA推进空间激光通信等光学技术项目

NASA正在利用光学技术解决未来空间飞行任务面临的最紧迫挑战,如通过激光通信更好地将数据从太空传输至地球。光学领域的研究成果已经在NASA任务中有大量应用,包括空间通信、减小任务有效载荷尺寸、从轨道上进行高度测量等。

激光通信性能优势

NASA的一个重要优先事项是,利用激光通信,使近地任务和深空任务的空间通信更加高效。几十年来,NASA的通信系统已发展成熟,但使用的仍是NASA早期研发的射频系统。射频系统使用50多年后,NASA正在投资新方法以提高数据速率,同时寻找更高效的通信系统。

光学技术可为此提供解决方案。NASA一些研究中心正在试验激光通信,这种技术有望使数据速率比射频通信提高至少10~100倍。更高数据速率可支持日益复杂的仪器,并能从太阳系内任何位置传输直播视频,还可增加载人深空探索任务的通信带宽,如“火星之旅”等任务。

“月球激光通信演示验证”项目

2013年,NASA戈达德航天飞行中心发射了首个激光通信探路者任务——“月球激光通信演示验证”(LLCD)。该任务验证了天基激光通信系统的可行性以及在发射和太空环境中的可生存性。但该任务的设计寿命很短,根据计划,在发射几个月后,寄主有效载荷执行机动操作撞向月球表面。

“激光通信中继演示验证”项目

戈达德团队目前正在规划被称为“激光通信中继演示验证”(LCRD)的后续任务,以验证运行时间更长的系统提案。LCRD项目首席研究员戴夫·伊斯利尔表示,LCRD将试验激光通信在不同时间和不同气象条件下的性能,并了解如何充分利用激光通信。

LCRD预计在2019年发射,计划运行两年时间,将使用国际空间站上的测试有效载荷以及位于加利福尼亚和夏威夷的两个专用地面站,模拟真实的通信支持。对于实现类似于“空间网络”中“跟踪与数据中继卫星”的激光通信中继卫星星座而言,该任务可能是最后一道关口。

深空激光通信

NASA喷气推进实验室(JPL)和格伦研究中心也在紧随LLCD任务的成功开展工作。但这两个机构致力于研究如何实现深空任务的激光通信。由于距离地球非常遥远,深空任务会造成特殊的通信挑战。使用射频通信,这些任务每次只能向地面返回少量数据,传输速率非常缓慢。激光通信可在从低地球轨道到星际的所有空间区域中大幅提高数据速率。

“深空光学通信”项目

JPL的概念被称为“深空光学通信”(DSOC),致力于研究激光通信对于任务数据速率、占用空间和功耗的改进作用。激光通信对于深空任务数据速率的改进非常明显,但人们很少认识到,激光通信还能减少任务重量、空间和功耗需求。这对于某些任务非常重要,如“詹姆斯·韦伯空间望远镜”,该望远镜尺寸非常大,即使以折叠的方式,也很难由当前最大型的火箭装载。此外,当前很多任务都面临尺寸约束。“月球勘测轨道飞行器”携带两种通信系统,激光系统的数据传输速率是射频系统的6倍,并且质量减半,功耗减少25%。立方体卫星任务也可从激光通信中获益,这些任务需要小型部件,包括通信系统和电力系统。

功耗需求可能会成为外太阳系任务的一个重大挑战。随着航天器飞离太阳,太阳能发电产生的能量将越来越少。为此,有效载荷功耗需求越低,航天器电池就会越小,进而节省空间;航天器组件也会更容易得到充电。激光通信有助于解决所有这些挑战。

“一体化射频与光学通信”项目

格伦研究中心团队正在研发被称为“一体化射频与光学通信”(iROC)的概念,将把一颗激光通信中继卫星送入火星轨道,该卫星可从远距离航天器接受数据,并将其信号中继传输至地球。该系统将使用射频和激光通信,促进NASA所有空间资产之间的互操作性。通过集成这两种通信系统,iROC可为使用激光通信系统的新型航天器提供服务,也可为使用射频通信系统的老型航天器(如“旅行者1号”)提供服务。

“卫星激光测距”项目

激光通信不是NASA唯一的光学技术应用,也不是首个光学技术应用。事实上,NASA在激光技术被发明出来后的很短时间内就开始使用激光技术。戈达德航天飞行中心在1964年成功验证了卫星激光测距技术。

戈达德航天飞行中心仍在管理“卫星激光测距”系统。该系统使用世界各地的激光站点,反射从卫星上的专用反射器发出的短脉冲激光。还有在“阿波罗”项目和苏联探测器项目期间在月球部署的反射器。通过测定脉冲反射的时间,工程师能够计算距离和轨道。这些测量可精确到毫米。该应用可用于大量NASA任务,如“冰卫星-2”(ICESat-2),该卫星将测量南极和格陵兰地区的冰面高度,提供关于极地地区气候和健康情况的重要信息。

NASA“卫星激光测距”(SLR)系统由覆盖北美、南美西海岸、太平洋、南非和西澳大利亚的8个站点组成。NASA及其合作伙伴以及相关高校运行这些站点。SLR属于“国际激光测距服务”大型项目的一部分,NASA贡献的数据量占总数据量的1/3以上。

从通信到高度测量和导航,光学技术对于NASA任务的重要性不可低估。随着技术继续演进,未来几十年内可能会实现许多光学应用;尤其是随着人类进一步探索宇宙,还可能发现其他新应用。

NASA公布捕捉小行星计划

这架无人航天飞船将从小行星上“摘取”一块巨石,让它绕着月球旋转。未来的宇航员在前往火星执行任务之前,便可以先前往这处基地,为下一步任务做好准备。目前,NASA已经造出了所需的机械臂模型,并用一块巨石模型进行了测试。

型能够帮助工程师们更好地了解从小行星表面抓取一块数吨重的巨石所涉及的复杂过程。

新浪科技讯 北京时间11月7日消息,据国外媒体报道,NASA正在策划一次颇具野心的新任务:向一颗小行星派去一架无人航天飞船,为宇航员打造一座太空基地。

这架无人航天飞船将从小行星上“摘取”一块巨石,让它绕着月球旋转。未来的宇航员在前往火星执行任务之前,便可以先前往这处基地,为下一步任务做好准备。NASA还计划对小行星展开相关研究,测试各种能使小行星偏离航线的技术。有朝一日,这或许能挽救地球的命运。

目前,NASA已经造出了所需的机械臂模型,并用一块巨石模型进行了测试。该模型能够帮助工程师们更好地了解从小行星表面抓取一块数吨重的巨石所涉及的复杂过程。其中的硬件部分包括三条机械腿,以及两条拥有7个自由度的机械臂,能够牢牢地抓住巨石。此次任务名叫“小行星重定向任务”(简称ARM任务,Asteroid Redirect Mission),计划于2021年12月发射升空。整项任务预计将花费14亿美元(约合94.5亿人民币),其中还不包括发射费用。

虽然NASA要到2020年才能正式决定以哪颗小行星为目标,但在研发过程中,NASA将小行星2008 EV5作为参照对象,今后可能还会有所变动。

年初,NASA宣布该任务中的无人航天部分将于2021年12月开展。

今年八月,NASA批准小行星重定向任务进入设计与研发阶段。小行星重定向任务共包含两部分,既包含无人航天任务、又包含载人航天任务。该任务将对NASA执行火星任务所需的关键性能展开测试。其中载人航天任务预计将于2026年发射升空,目前还处于任务早期概念阶段。“对于小行星重定向任务来说,这具有里程碑式的重大意义,令人十分激动。”NASA副行政官罗伯特·莱特福特(Robert Lightfoot)。“小行星重定向任务还将对处于研发之中的多项新技术展开测试。”

在该任务中,航天器将采用世界上最先进、最高效的太阳能电力推进系统,向近地小行星飞去。近地小行星指的是当小行星位于近日点时、距太阳距离小于1.21亿英里(约合1.95亿公里)的小行星。虽然NASA要到2020年才能正式决定以哪颗小行星为目标,但在研发过程中,NASA将小行星2008 EV5作为参照对象,今后可能还会有所变动。

在前往月球轨道之前,ARM航天器会先对一种名叫“引力牵引器”的小行星偏移技术进行演示。航天器本身的重量加上巨石的重量,会对小行星产生微弱的引力,从而改变小行星的运行轨道。从小行星上抓取了一块巨石之后,在月球引力的帮助下,无人航天飞船会慢慢地将巨石引到月球轨道上。在2020年之后,它将成为NASA的一处实验基地。宇航员将会在该基地收集、提取各类样本,并开展其它人类-机器人协同任务,为NASA的火星任务做好准备。

NASA曾经考虑过抓获一枚体积较小的小行星,让它同样围绕月球旋转,只不过半径要更大一些。但在开展了大量研究之后,NASA还是更倾向于从一颗较大的小行星上抓取一块巨石。虽然这样做的成本多出了近1亿美元(约合6.75亿人民币),但更利于NASA为登陆火星做准备。“在前往另一颗行星之前,我们需要对这些东西有所了解。”罗伯特·莱特福特表示。大约6500万年前,一颗小行星或彗星撞上了地球,导致地球气候出现巨变,恐龙和当时的其它许多生物也因此灭绝。

当小行星抵达月球轨道的最远端时,宇航员将搭乘NASA的猎户号航天飞船,对这颗小行星展开进一步探索。

目前为止,NASA已经有了三颗候选的小行星,但在2019年前还不会做出最终决定。在该任务中,一架由太阳能电力推进系统驱动的无人航天飞船将飞往目标小行星。选中了合适的巨石之后,探测器便会飞向小行星表面,部署好机械臂,抓住约为2至4米宽的巨石。“我们会选定多个目标,然后对它们进行评估。选定了一个目标之后,我们会先试上三到五次,如果不成,再前往下一个目标。”莱特福特介绍道。被抓住的巨石将和探测器一起逐渐进入月球轨道。这一过程预计将花费6年时间。

探测器上还装有对接装置。2025年前后,NASA的猎户号宇宙飞船将携带两名宇航员飞往该小行星,届时将与探测器进行对接。NASA的终极目标是将人类送上火星。而他们表示,在实现这一目标的过程中,小行星重定向任务具有重要的里程碑意义。

2020年之后,NASA将对一系列新的太空飞行技术展开测试,这也是该任务的一部分。而在2020年之前,NASA计划先向小行星发射一架无人航天飞船,从上面抓取一块巨石、并改变小行星的运行方向,将其引到月球的远逆行轨道上。

随后,在2025年前后,当小行星抵达月球轨道的最远端时,宇航员将搭乘NASA的猎户号航天飞船,对这颗小行星展开进一步探索。科学家在论文中介绍了执行该任务的各种可行方案。其中包括先进的太阳能电力推进系统(简称SEP),要想把大型负载送入深空和火星轨道,该系统将起到至关重要的作用。太阳能电力推进系统又称离子推进系统,由太阳能电池板产生能量,可以将阳光转化为电磁场、使带电原子(离子)加速运行。这种驱动方式效率很高,并且大大减少了航天器需要携带的燃料,因此减轻了重量、降低了成本。

而在接下来的载人任务中,宇航员将对经过了重新定向后的、围绕月球旋转的小行星展开探索,同时将利用这一特殊机会,测试新研发的太空飞行技术。新型对接设备目前也在研发之中。猎户座航天飞船上的宇航员将与无人航天飞船对接,并对小行星展开研究。此外,这些对接设备日后也可用来将猎户座飞船与“太空城”相连,甚至能用来储存货物和燃料。对于研究人员而言,宇航员从火星上收集的样本将是极为珍贵的宝藏。利用这些样本,科学家能够了解到更多与火星相关的知识,并更好地了解太阳系的历史。

此外,从小行星上收集的样本也有助于NASA研发新的太空研究设备和技术。这些探索任务还将帮助我们更好地利用太空中的自然资源。例如,小行星和月球这样的岩质天体能够为我们提供足够的氧气和氢气,生产出可供呼吸的氧气、可以饮用的水、甚至火箭所需的燃料等。商用太空行业也对其表现出了浓厚的兴趣,希望未来能在小行星上开采矿藏资源。

反物理!NASA电磁驱动器70天就能到火星

随着NASA“反物理”的电磁驱动引擎(the 'impossible' EM Drive)测试结果的泄露,NASA也披露了这种富有争议性的系统确实能够运行,而且在考虑到测量误差的情况下能够在真空中产生强大推力。

据称,电磁驱动可以不消耗燃料就能在70天内飞抵火星,在过去一年内它曾占据各大媒体头条,但问题是,电场驱动的工作原理违背现有物理定律。

问题的本质是电磁驱动违背牛顿第三定律,即相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反。

根据牛顿定律我们有这样的物理经验:推动系统必须向外物施加作用力才能获得一个反冲力,比如火箭的推进燃料。

但是电磁驱动无需任何推进剂,它通过在一个密闭锥形金属腔内不断反射光子而在“尖端”产生动力,并推动发动机前行。

虽然电磁驱动已经测试与讨论多年,它依旧饱富争议。争论最多的还是电磁驱动在物理上是说不通的,但是,在经过一次次测试之后,电磁驱动确确实实在运行了。

去年,NASA的Eagleworks实验室投入研究工作,决定凭一己之力一举解决电磁推进器的有效性问题。2015年末,NASA一篇有关电磁推进器测试的论文泄露,论文显示电磁引擎不仅能工作,还能产生可观的推动力。

需要澄清的是,虽然有传言说有关这些测试的论文已经经过的同行评审,但这篇论文并没有在学术论文上发表。所以目前的情况是,这只是NASA小组研究员的结果,它还没有得到任何外部认证。

论文指出,在考虑到测量误差的情况下,在真空中电磁推进器每千瓦功率可以产生1.2毫牛顿的力。

大功率的霍尔推进器(Hall thruster)每千瓦功率产生的推力为60毫牛顿,比电磁驱动多了一个量级,所以电磁驱动器的推动力不能说是微不足道。

但Eagleworks团队在论文中指出,霍尔推进器需要携带沉重的推进剂,这些额外质量会使它的推力大打折扣。

另一方面,电磁驱动的推力要比光帆多两个数量级。光帆利用太阳光进行驱动,也是比较火的零燃料推动器,它的推动力仅为每千瓦6.67微牛顿。

Eagleworks团队的测试工作在约翰逊航天中心(Johnson Space Centre)进行,测试功率选定为40瓦、60瓦和80瓦。

他们曾以为测试结果是系统异常造成的,但就目前结果来看并非如此。

“我们曾进行过零推力测试以检验系统是否有其他常规推动源,但结果表明不存在常规推动源。”团队负责人哈罗德?怀特(Harold White)在论文中说道。

“前向、后向和零推进的测试数据表明,系统功率始终在1.2?.1毫牛顿每千瓦。”

但团队也坦言,热膨胀也有可能造成此种结果,排除热膨胀的影响还需要更进一步的研究。同时,团队还明确指出,这些测试仅仅是作为检验电磁驱动的有效性,而不是对电磁驱动进行优化。

那么电磁驱动会给我们的世界带来怎样的不同呢?这里需要再次提醒,虽然有传言电磁驱动已接近实现,但这些结果目前还没有发表,所以我们对电磁驱动仍要保持怀疑态度。

退一步来讲,NASA也为电磁驱动的现实性提供了很多证据。所以,还是很有必要讨论一些电磁驱动将会如何影响我们的生活,尤其它对深空探索的影响。

幸运的是,我们在未来几个月内就能见分晓。第一个电磁驱动火箭已经在今年九月份发射升空。

今年七月份,芬兰的一个团队提出,电磁驱动在某些层面上并不违背牛顿定律。他们认为可以将光子等效于火箭喷气,但这一假设还有待验证。

电磁驱动系统究竟如何运行,或者它是否能够运行,这还需要很多研究工作去做。地球上最杰出的大脑正为探索深空开辟新道路,我们姑且拭目以待吧。

NASA“蜂群”小卫星将帮助

空间机构更好地研究地球气象

摘要:据外媒报道,美国宇航局计划向气球轨道发射一组小卫星集群,以便对地球的气候变化和气象模式进行更深入的研究。在昨天的大会上,NASA披露了这些“新一代”卫星的许多细节,并表示会在未来几月将它们送入轨道。小卫星的好处是可以节省成本,因为NASA的预算一直很紧张,但很多研究又必须进行下去。

小卫星入轨之后,NASA之外的研究人员也能够借之开展自己的研究,在无需承担巨额成本的情况下测试新的技术。

有趣的是,NASA为专门的任务选择了小卫星集群的发射方式。

以12月的任务为例,NASA会重点研究地球上极易遭遇飓风的区域,以帮助开发出新的预测技术等。而在容易产生热带气旋的地区,NASA也会进行类似的研究。

另一个“通过垂直对其碳纳米管来评估辐射计”的NASA任务,将使用多个迷你卫星(CubeSat)来研究环绕全球的温室气体的影响,有助于开展阐明气候变化的研究。

NASA to Launch 'Swarms' of Small, Earth-Observing Satellites

未来肯定还有更多任务用上类似的技术,只是目前还不是很清楚。

NASA 那个花了 20 年、87 亿美元的

望远镜终于造好了

话说,美国宇航局(NASA)和欧洲空间局造了二十年的那个詹姆斯·韦伯太空望远镜,终于建造完毕了!

首先,让我们来回顾一下这个历史最大、最昂贵的太空望远镜坎坷的建造历史。

  • 韦伯太空望远镜的概念最早是在 1989 年到 1994 年期间提出的,为的是给哈勃望远镜接班。

  • 上世纪 90 年代中期,NASA 的领导们提出了要搞一个低成本望远镜的计划,也就是——“新一代太空望远镜”(Next Generation Space Telescope),这是韦伯望远镜的本名。

  • 按照计划,韦伯的成本约为 5 亿美元,它将拥有一个直径 8 米的主镜,放置于拉格朗日点——因为这个位置的引力相对稳定,不用频繁地对望远镜进行位置修正,还不会受到地球轨道附近灰尘的影响。

  • 2002 年,“新一代太空望远镜”改用 NASA 第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。

  • 然而,计划不如变化快,随着时间的推移,韦伯望远镜的预算不断扩大。到了 2005 年,NASA 不得不宣布其发射时间将从 2011 年推迟到 2013 年,当时成本已经激增至 45 亿美元,预计接下来 10 年还需要投入约 10 亿美元。

  • 欧洲空间局出了 3 亿美元,另外还有 3900 万美元来自加拿大太空局。

  • 2007-2010 年期间,望远镜先后通过了多项技术审查。

  • 2016 年 2 月,由机械臂完成了主镜六边形镜片的组装。

  • 2016 年 9 月,最后一层遮光罩安装完成。

最终完工的韦伯望远镜,主镜直径约 6.4 米,是哈勃望远镜的两倍之多,集光面积是后者的 5 倍,87 亿美元的成本也是前者的 4 倍多。

韦伯望远镜装载了多达五层遮光罩,这些薄如发丝的遮光罩,能够抵挡约 300 摄氏度的高温。

所以,投入了这么多时间和财力打造的韦伯望远镜,究竟能干嘛?

韦伯的前辈哈勃望远镜哈勃,简直是一个开挂搬的存在。超期服役了多年的它,解决了一些长期困扰天文学家的问题,包括测量出造父变星的距离、发现宇宙的加速膨胀、证实了黑洞的存在等。

不同于位于离地表 600 公里的哈勃望远镜,韦伯将被送至离地球 150 万公里远的拉格朗日点(L2)。

对于飞得更高更远的韦伯望远镜,天文学家们也有着更多的期待。

韦伯望远镜将负责观测宇宙的演变,也就是从大爆炸后的第一束光,到太阳系的形成,再到诸如拥有生命的地球的诞生等的过程。

目前,韦伯望远镜的第一次预测试已经在进行当中。按照计划,它将于 2018 年 10 月从法属圭亚那太空中心,由亚利安五号火箭运载升空。在未来 10 年内,它将服务于地球上的天文工作者们。

NASA选择联合发射联盟的

“宇宙神”-5运载火箭发射“火星2020”任务


【据联合发射联盟官网2016年8月25日报道】NASA通过“发射服务”合同开展竞争性采购,8月25日宣布,选用联合发射联盟(ULA)的“宇宙神”-5运载火箭发射“火星2020”火星巡视器。 

联合发射联盟的运载火箭在过去的50余年里共成功实施了17次火星发射任务,其中包括“火星科学实验室”、“机遇”、“勇气”等美国所有的火星探测器。 

“火星2020”任务计划2020年夏季在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地41号航天发射复合体发射升空。负责发射任务的“宇宙神”-5(541)火箭,包括一个5米直径有效载荷整流罩和4个固体火箭发动机。 

“火星2020”巡视器任务是NASA“火星探索计划”(MEP)中的一部分。该计划旨对火星开展长期的机器人探测活动,解决高优先级科学任务,包括寻找火星可能存在的生命。 

联合发射联盟还将在2018年5月发射NASA的“洞察”(InSight)火星任务。

NASA黑科技发力,让你足不出户游火星

美国宇航局 NASA 可以说是 VR/AR 技术最大的支持者之一,早在几十年前就开展了相关的研究。

随着 VR/AR 技术的发展,NASA 也积极地与硬件厂商们展开合作,帮助宇航员们进行火星的登陆训练。在人类还没能登上火星之前,或许 VR/AR 是最好的训练方式。

微软 Hololens带你上火星

NASA 携手微软的 HoloLens 开发一个叫 Sidekick 的项目,结合微软的 AR 头盔,训练宇航员在国际空间站的工作。

Sidekick 的目标在于,为空间站的宇航员提供无论何时何地的支持,减少宇航员训练力度,提高宇航员在太空站的工作效率。

Sidekick 分为两种操作模式:

  • 一种是「远程专家模式」,通过 Hololens 内置的 Skype 聊天软件对现场工作环境进行解说,宇航员根据图示或语音指示执行复杂任务,地球操作员还能获取宇航员看见的画面。

  • 另一种则是「流程模式」,宇航员眼前出现互动对象的动画全息图像,可解决因沟通推迟复杂操作的问题。此项目将应用在探索火星任务上。

除了合作项目,NASA和微软曾一起举办了一个主题为「目的地:火星」的展会,参观者戴上 HoloLens 头盔时会见到一个 3D 火星全息影像,头部转动的同时火星上的景观会随着移动和旋转,体验漫游火星的感觉。

展会利用一个叫 OnSight 的应用软件,由微软和 NASA 实验室共同开发。OnSight 模拟「好奇号」火星漫游探测器,探索火星时收集的数据和影像,将房间转变成火星表面的虚拟环境,以便参观者沉浸式游览。

 NASA专用 VR 手套

NASA 采用了 Manus VR 设计的一款 VR 手套,主要用于训练宇航员,帮助宇航员熟悉混合现实环境中的操作,为实现真正的空间站工作做准备。

国际空间站虚拟环境由 Unreal Engine 4 引擎技术和英伟达 Phyx 技术制作,通过 VR 技术可以模拟一些实际操作中不容易接触到的环境,或者需要频繁训练的工作。

NASA 利用 VR 技术创造了一个虚拟的太空环境,并让宇航员戴上 Manus VR  手套,对虚拟太空中的物体进行操作。

借助 PS VR 模拟太空训练

NASA 和索尼合作项目叫 MightyMorphenaut,开发一个基于 PlayStaion VR 的演示应用,模拟机器人处于一个太空舱的环境,操作者在安全范围内训练机器人完成移除障碍物等任务,并执行来自地球的远程命令。

NASA 还引入了一些小游戏,宇航员需要根据提示做出相应的动作,通过不断地重复训练,有助于提高宇航员在太空环境中的反应速度。

NASA 的软件工程师表示,将宇航员放在一个可以让他们能够四周环顾和移动的模拟环境中,比用鼠标和键盘更有效,或许还能有效地减少操作机器人的训练量,更快进入状态,以更直接的方式操控机器人。

Geek君有话说 

得力于 VR/AR 技术的进步,我们普通人足不出户也可以体验到 NASA 探索火星的方方面面。

当年,阿姆斯特朗首次在月球上留下人类的足迹时,我们只能在电视机前激动地守候;但或许将来的某一天,当宇航员成功着陆火星,借助 VR/AR 技术,我们或许就在他们身边。

福利社

从最初的为游戏而来,到向商业过渡,再到汽车设计和宇航训练,AR/VR 给了人类巨大的想象空间和可能。你觉得未来会有哪些科技能够实实在在改变我们的生活呢?

EM Drive太空驱动装置

能在违反物理定律下工作

  NASA泄露的一篇论文显示,一种新型太空驱动装置EM Drive在违反牛顿第三定律的情况下仍可以正常工作。牛顿第三定律指出每个作用力都会产生等量的反向作用力,而EMDrive却可以在无需燃料的情况下,在太空的真空中产生推力。人类探索太阳系的一个很大的限制因素是需要携带大量的燃料,而这款新型的EM Drive可以解决这个问题。科学家称EM Drive可能使人类登上火星所用时间缩短到70天。

  EM Drive的工作原理是跳跃的微波光子在一个锥形的金属腔中来回运动,金属腔的尖尾部产生推力,并反向推动EM Drive向前运动。

  NASA在2015年对EM Drive进行了测试,测试结果显示这一驱动装置运作良好并能产生很大的推力。这篇关于EM Drive测试的论文已经被泄露,但还未在任何学术杂志上发表,这表明该论文还未经过同行审核。

目前这一装置还没有经过外界的验证,科学家称还需要对其进行更多的测试。

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