火箭发射升空3.5小时后，成功将卫星送入高度约8000～35000千米，倾角10度的预定轨道，开始为期20年对西半球（主要针对美国本土）的气象观测，其分辨率和观测速度都是前所未有的。

这次发射是“改进型一次性火箭（EELV）”项目第100次成功发射。1994年美空军提出EELV计划，在该计划下研制了“宇宙神5”和“德尔塔4”两种系列运载火箭，目标是降低发射成本、提高可靠性，在满足国内发射需求的同时，承揽国际商业卫星发射服务。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的项目经理格雷格·曼特表示：“GOES-R将是有史以来最精密的NOAA气象卫星，之前的卫星从未在地球同步轨道上进行气象观测。”GOES-R卫星将大大提高对于气象预报和预警的及时性和准确性。官方估计GOES-R卫星在六个月内传送的数据将远远超过以往所有GOES气象卫星的总和。

GOES-R的核心是高级基线成像仪（ABI），其拍摄速度更快并且分辨率更高。成像结合多普勒雷达数据，将预测风暴增减。这将有助于追踪到严重风暴，包括龙卷风；预测火灾活动状况以及追踪火山喷发态势。

现有的GOES系列卫星能够在每27分钟更新地球半球的完整图像，每分钟任意放大需要关注的区域，例如雷雨或飓风。而GOES-R卫星将大大缩减时间，每五分钟完成从南极至北极的图像扫描，每30秒更新定向风暴的状态，能够更好的监测到其快速增强或减弱态势。同时，GOES-R卫星能够实现对中心气压和最大持续风量进行实时预估，追踪飓风强度，并测量恶劣天气的关键因素，如风和云的增多，以提高对龙卷风的预警。此外，气象预报图像还将被用于检测和识别火灾态势，分析空气污染状况，监测火山灰云和评估植被。

GOES-R卫星携带由洛·马公司制造的首个地球同步闪电测绘仪，将以每秒200幅图像的速度在美洲和周边海域探测云内和云对地闪电，有效缩短天气灾害的预警时间。预计美国联邦航空局将使用GOES-R卫星加强对雾起和雾散的预报；探测飞机航线中火山火量和灰云的状态；利用闪电探测器增强海洋风暴的识别度。

GOES-R卫星还具有监测太阳风暴，太阳辐射，宇宙射线到达地球的仪器。以上这些灾害通常会影响通信，破坏电网，威胁航天员的健康及毁伤卫星。

GOES-R卫星将被命名为GOES-16，传输的第一组图像预计在两个月后接收完毕。该卫星将有效提升NOAA精确预测地球和空间气象的能力。预计GOES-S卫星定于2018年初发射，随后在2019年和2024年相继发射GOES-T和 GOES-U卫星。

这颗卫星造价110亿美元

将给气象预测带来革命

美国于上周六，在佛罗里达州卡纳维尔角发射了一枚气象卫星，该卫星可提供西半球连续的高分辨率飓风和其他暴风图像，将给气象预报带来“革命性变化”。

卫星提供的更详细的视图，预计将有助于飓风预测，更早预警洪水和更有效地跟踪野火、岩浆柱和火山灰云等。

GOES-R卫星，可以每五分钟拍摄一张西半球的完整图片，同时可以缩放具体区域的火灾、火山喷发或暴雨。

这枚卫星为地球同步环境卫星（GOES）系列的第17枚，是自2010年以来的首次发射。该卫星比前代有显著进步。前代卫星需要每30分钟拍摄一张半球图片，并且无法同时执行多任务。

NASA地球科学副主任桑德拉·考夫曼在周四的新闻发布会上表示：“这是一次巨大突破。它将给气象预测带来真正革命性的变化。”

这枚卫星将通过联合发射联盟（United Launch Alliance）与洛克希德·马丁（Lockheed Martin）和波音（Boeing）合作开发的Atlas 5火箭发射。

新卫星的核心是一台高分辨率摄像机，由哈里斯公司（Harris Corp）旗下的Exelis公司（Exelis Inc）设计和制造。这款摄像机可以拍摄16个波长的图像，而当前系统的摄像机仅能拍摄5个波长。

美国国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）的项目科学家史蒂夫·古德曼表示，由NASA和NOAA联合开发的GOES-R卫星，有更高的分辨率，拍摄速度比前代提高了五倍。

这枚卫星的能力不止限于气象预测。例如，更清晰的图像使预测人员可以看到云层的波动，因此飞行员可以避开紊流，为飞机乘客提供更平稳的旅程。

NOAA表示，由洛克希大·马丁公司制作的GOES-R卫星包括第一款实用的闪电测绘仪，可以每秒200次的速度绘制西半球的闪电场图像。

NOAA行政助理史蒂芬·沃尔兹表示，GOES-R是系统性升级项目中的四枚卫星之一，成本为110亿美元，包括发射费用。下一枚卫星暂定于2018年发射。

据2015年美国政府问责办公室（U.S. Government Accountability Office）的报告显示，由于技术问题和管理不善，GOES和由NOAA运行的第二个极地轨道气象卫星网络，一直面临成本超支和项目拖延的问题。

新卫星进入轨道之后，将经过约11个月的测试，然后才会投入实际应用。NOAA表示，目前实际应用的卫星共有三枚。

NASA推进“光子激光推进器”研究

NASA借助LISA-P引力波

探测项目突破微推力器技术

【据NASA网站2016年11月16日报道】欧洲航天局（ESA）的“激光干涉空间天线-探路者”（LISA-P）技术验证任务取得重大里程碑进展，标志着美国国家航空航天局（NASA）突破了微推力器技术。 

NASA喷气推进实验室研发的“空间技术7-干扰补偿系统”（ST7-DRS）是一个含推力器、先进电子器件和软件的系统，目前已在LISA-P航天器上运行了1400个小时，达到任务预期目标。 

与大多数推力器不同，ST7-DRS的主要功能是尽可能维持航天器稳定不动，为ESA天基引力波探测技术验证提供必要的工程环境。 

航天器因受到太阳光压的干扰（压力约25微牛），需利用ST7-DRS维持其空间位置稳定性。ST7-DRS具备推力可调的能力，最大推力为30微牛，调节精度为0.1微牛，可确保航天器的空间稳定精度优于2纳米（约为DNA螺旋结构直径尺寸）。 

只有消除航天器所受的全部干扰，探测仪器才能保持近乎完全的自由落体状态，才能探测到引力波微小的作用力效果。这是引力波探测的基础。 

ST7-DRS标志NASA掌握了微推力器技术，不但为引力波探测任务实施奠定基础，也为其他需要精确控制航天器位置和指向的任务提供便利，如大型空间天文台和航天器编队飞行任务。 

ST7-DRS由8个朝不同方向分布的推力器组成，每个推力器喷射微小的、通过电场产生并带电的液滴。这些带电液体通过第二个电场加速，从推力器排出，航天器通过反向作用力保持位置稳定。

该电喷射微推力器由布赛克有限公司研发，JPL提供技术支持。

重磅！NASA证实无燃料引擎可行

违背物理定律引争议

研究人员正在努力降低太空航行的成本、提高飞行速度，增强我们的太空探索能力。

　　人们一度以为这款无燃料引擎不可能实现，但它如今离现实又近了一步。图为EmDrive引擎的一款原型机。据悉，EmDrive引擎只需十周就能将人类送上火星。

　　该系统可以产生每千瓦1.2毫牛顿的推力，比霍尔离子推进器的功率小得多，后者的推力高达每千瓦60毫牛顿。

　　新浪科技讯 北京时间11月23日消息，据国外媒体报道，一项新研究指出，看似违背物理定律的EmDrive推进系统确实是可行的。

　　近日一篇外泄的论文显示，科学家正在研发EmDrive引擎原型机，引发了大量争议。如今该论文终于通过了同行评审，正式发表在了美国航空航天协会的《推进与动力期刊》上。论文中介绍了NASA雄鹰工作实验室（Eagleworks Laboratories）开展的一系列成功测试。

　　EmDrive引擎最初由英国研究人员罗杰·肖耶尔（Roger Shawyer）于十几年前发明。该引擎的原理是，让光子微波在密闭的锥体内部反弹，从而在锥体较细的一端产生推力，推动宇宙飞船向前飞行。但从牛顿的运动学第三定律来看，这是不可能实现的，因为任何运动都会产生大小相等的反作用力，而EmDrive引擎不会向外喷射任何废料。（可以联想一下火箭，它们就是通过高速喷出气体和其它物质获得前进的推力的。）

　　据悉，EmDrive引擎只需十周就能将人类送上火星，但专家此前一直认为该想法不可能成真，因为它违反了基本物理定律。但这支由NASA约翰逊航空中心的哈罗德·怀特（Harold “Sonny” White）带领的研究团队的确检测到了微弱的推力。在这项最新研究中，研究人员对该设备在真空中的表现进行了测试，结果发现“前进时、后退时和静止时的推力数据显示，该系统可以产生每千瓦1.2毫牛顿（正负波动0.1）的推力，十分接近该系统在空气中运行的平均性能”。怀特与同事们在论文中指出，这一推力高达太阳帆的100多倍。

　　与太阳帆类似，EmDrive引擎不需要任何推进剂，采用该推进系统的宇宙飞船可通过太阳能帆板产生所需的微波。因此，EmDrive引擎可以大大降低太空旅行的成本，提高飞行速度，帮助我们更好地探索宇宙。

　　研究人员指出，量子力学中的非局域隐变量理论（或导航波理论）可为这些结论提供理论支持。一些专家认为，该研究结果“也许确实能说明一些问题”，但出现该结果的原因可能并不像论文中提出的那样、可以用量子真空理论来解释，而是与一种名叫“马赫效应”的现象有关。

　　“这个问题关系到此次实验的观测结果究竟是真是假。”加州州立大学富尔顿分校的物理学家吉姆·伍德瓦德（Jim Woodward）表示，“我知道保罗·马奇（Paul March，该项目的主要研究人员之一）做了严谨细致的工作，说实话，我觉得他们的实验结果或许真能说明一些问题。”

　　“但他们的观测结果无法用他们提出的理论来解释。那么，背后的原因究竟是什么呢？”此前研究人员提出了两种可能的解释。一种是量子真空理论，即微波在空腔中会将虚粒子推开，从而产生推力；另一种解释则是，微波辐射会作用于引擎内壁，从而产生推力。但伍德瓦德认为，这两种解释都是错误的，因为它们均违背了物理定律。“微波能在空腔中产生推力吗？答案很简单：不能。”伍德瓦德指出。“根据动量守恒定律，任何密闭的纯电磁系统都无法产生推力。量子理论和经典电动力学都遵循这一定律，因此从物理理论来看，这是不可能实现的。”

　　伍德瓦德认为，我们可以用马赫效应来解释EmDrive引擎，这样就不会违反任何物理定律了。伍德瓦德于上世纪90年代率先阐释了马赫效应，即在加速物体所受的力中，有一部分力不会产生动能，而是会转化为势能储存在物体中。这会使物体的静止质量出现波动，从而产生科学家在实验中观察到的推力。

　　但要验证这一理论，科学家还需要用马赫效应理论重复NASA的研究结果。此外，怀特和他带领的研究团队还指出，此次研究仅仅是对EmDrive引擎概念的验证，他们还需要开展进一步测试，排除实验误差的可能性。例如，EmDrive引擎内部的空气可能在实验中受热膨胀，引发了部分观测结果。

　　而除了此次研究之外，EmDrive引擎技术的研发还取得了一系列成功。中国科研人员在2012年就已经对自己的版本开展了测试，怀特和同事们在2013年也取得了乐观的实验结果。怀特指出，如果我们能设法利用亚原子粒子的能量，或许真能使这个异想天开的引擎变成现实。（至于EmDrive引擎内部究竟发生了什么，最初的发明者肖耶尔也有自己的想法，并且他并不认为这违反了牛顿第三定律。）

离子液体，征服红色星球的百变材料

当你需要工具或者零件来改造房子的时候，你可以去最近的五金商店。但是太空旅行者们可享受不到这种奢侈品。他们在长途太空任务（例如火星任务）的过程中可能必须要自己动手制造工具和零件。在阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心里，科学家和工程师们利用来自国际空间站的试验数据进行液体研究，来研发可以在进行外太空探索的过程中用来制造方便的工具的液体。

2013年连接到国际空间站外部的MISSE-8上的试验样品盘。这些样本盘上盛着环氧树脂离子液体的样品（ionic liquid epoxy samples）。这些液体能够帮助制造未来航天器的复合材料低温储罐。 (Credits: NASA)

像图中这种由离子液体基环氧树脂(ionic liquid-based epoxy）和商业碳纤维(commercial carbon fibers)制成的复合包装材料压力罐马上就要在阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心进行低温和压力测试。(Credits: NASA)

材料国际空间站试验（Materials International Space Station Experiments，MISSE）连接到空间站的外部已经十年了。在那里，超过4000种材料暴露在恶劣的太空环境中，这其中包括一种叫做离子液体的特殊液体和一种新型环氧树脂。科学家们目前正在研究这两种液体是如何抵御轨道外部环境的。这种类型的液体都具备较低的熔点，并不像普通化学物质一样易燃。它们通常蒸气压很低，这意味着它们不容易蒸发，并且更容易保存在真空中。

“因为离子液体的独特的化学性质，我们可以在它们的帮助下，使用类似烤面包的温度来在月球或者火星的土壤中提取金属和氧。”马歇尔中心的材料学家Laurel Karr 说，“被提取的金属可以用作3D打印材料，而氧气可以维持生命或用作推进力。

Karr 表示，离子液体可以用来溶解火星表面的风化层，无论是对人类还是机器人而言，探索者们通常用于探查火星的钻头寿命都会因此得以延长。

“我们钻入行星或者小行星的表面来获得地质研究的样本，” Karr说。“有了这种液体，我们可以获取液体状态的样本，直接在钻取现场进行化学研究。”

NASA对这些离子液体有兴趣不仅因为它们对于探索任务的很多用途，还因为它们是环保的化学品。对比目前在地球上使用的提取贵金属的方式，使用离子液体从矿物中提炼金属可以避免对环境造成不良影响。例如，按常规方法提取镍需要在1350摄氏度的环境下使用硫酸来融化材料。因为酸的毒性，这种方式在封闭的航天器里是不切实际的，而离子液体可以在200摄氏度的陨石中提取镍。

此外，科学家们也在探究另一种可能性——利用离子液体从空气提取二氧化碳，将其分解成用于呼吸的氧气和用于推进的甲烷，从而在太空中维持生命。许多种离子液体在经过过滤后或在电解或氢化后，甚至可以被制成有用的、可回收的材料，在太空中或地球上使用。

离子液体中让人充满兴趣的一种是环氧树脂。Richart Grugel ，马歇尔中心的一位材料学家，已经和他的同事系统地研究了离子液体制成的环氧树脂，发现它们非常坚固，能够很好地结合碳纤维，还可以忍耐低极端的温液氢液氧温度。

2013年，在MISSE-8上对两种不同类型的离子液体的环氧树脂进行了试验。在暴露在太空环境中暴露两年以后，环氧树脂恢复了原来的状态后被航天器“X空间龙”带回地球。液体的测试样本显示出了经过太阳紫外线辐射而产生的阴影，但是并没有裂缝，没有脱开粘接，也没有发现重量和粘连性的变化。

“这些属性表明环氧树脂可用于制造碳纤维复合材料低温液体储存罐，“Grugel说。“这种存储罐会比目前用于发射航天器的铝制罐轻很多。”

细微裂痕会导致漏水，这是早期复合材料低温存储罐设计一直所面临的挑战。马歇尔中心一直在进行关于复合包装压力罐（小型金属罐子外面包裹离子液体环氧树脂制成的商业碳纤维）的测试，目的是确认这种离子液体到底能否用于构建这种储存罐，使它们更强韧。

“研究显示，这种多功能液体不仅可以用于建造和修理去火星的航天器，而且可以在到达火星后帮助我们维持生命，完成更多探索。” Grugel 说。

正如MISSE试验所证实的，科学是需要时间证明的，试验样本在被带回地球之后的几十年间一直在起作用。MISSE试验成功地验证了NASA、商业公司、美国国防部所使用的原材料的性能、稳定程度和长期耐受性。很多航天器如今的安全运行需要感谢MISSE试验，因为MISSE帮助这些航天器选择了最合适太空环境的材料。第一队火星探索者也需要感谢MISSE，因为MISSE帮助他们找到创新型原料和操作方式，让他们可以在火星维持生命。

Laurel Karr 和 Richard Grugel，两位NASA马歇尔太空飞行中心的材料学家，最近通过NASA TV播放的《空间站现场》（ Space Station Live）讲述了国际太空站试验中所运用的材料。这次调查着重探究了离子液体，这种液体很有可能运用于航天器储存罐的设计和在火星土壤中提取氧或者其他元素的有价值工具，是一种既神奇又环保的液体材料。

NASA开始测试下一代飞船热交换器

NASA的深空猎户座（Orion）飞船要求精密控制热能温度来保护乘组及设备。

在国际空间站（International Space Station）上使用的相变热交换器演示仪（Phase Change Heat Exchanger Demonstration Facility）将测试使用石蜡来控制温度，并且有可能用在猎户座飞船上。

在国际空间站上使用的相变热交换器演示仪将测试使用石蜡来控制温度，并且有可能用在猎户座飞船上。

相变热交换器演示仪有一个类似厨房抽屉的可移动模块携带着10磅（4.5公斤）重的石蜡

2016年7月21日，国际空间站（ISS）的乘组们接收了一件交付的独一无二的硬件，它有助于NASA实现冲出地球进入深空的载人旅程。

相变材料热交换器（PCM HX）演示仪搭上SpaceX公司的龙货运飞船（Dragon cargo craft）来到国际空间站，飞船于7月18日搭载猎鹰9号(Falcon 9)火箭从佛罗里达卡拉维拉尔角空军基地（Cape Canaveral Air Force Station）升空。7月20日早些时候龙飞船抵达了空间站，乘组们即可开始将货运飞船中近5,000磅（4,536公斤）的科学、研究以及轨道试验室用硬件搬上空间站。

此硬件是NASA开创新局发展项目（Game Changing Development program）的努力成果之一，该项目将推进太空科技，并可能推动NASA未来任务的全新进展和国家重大需求的解决方案。更新颖的是这个高科技装置填充着一种与蜡笔质地相似的材料——石蜡。

热力学挑战

“石蜡的使用时间最早可以追溯到公元前221-206年，但它可能不会想到成为21世纪空间旅行的理想材料，但这个例子就是事实，”Rubik Sheth先生解释道。Rubik Sheth先生是NASA休斯顿约翰逊航天中心（Johnson Space Center）热能系统分部（Thermal System Branch）的项目经理和系统工程师。

NASA的猎户座飞船的一项未来使命是支持乘组在月-地空间。“当宇宙飞船位于太阳和月球之间时飞船会变得非常热，所以派遣人类去月球附近的深空是一项热力学挑战。我们需要这些相变材料热交换器去吸收额外多余的，原本猎户座飞船将会接受的能量”，Sheth解释道。

Sheth指出热交换器冷冻或者液化一种材料去维持飞船内部的关键温度，从而保护乘组及设备。

被选择展示在国际空间站相变材料热交换器里的材料是正十五碳烷（N-pentadecane）。Sheth说，“它在自身的一致性和触觉上都非常像蜡笔”。

它如何工作

相变材料热交换器简称——PCM HX，通过液化一种相变材料，如石蜡，作为热冷却剂。能量随后被飞船的散热器辐射出去，然后再冷冻石蜡为下一次热负载峰值做准备。这种新型的热交换器能帮助消除猎户座产生的热并更好的调节温度，Sheth说。“这也是为什么我们让它飞到国际空间站去看它如何在微重力下工作，然后采取下一步实现这一构想。”把石蜡用于一台PCM HX中反反复复想法源于1973-1974年在NASA天空实验室空间站中乘组们不断的实验和在错误中的尝试。与此类似，石蜡最早曾被应用于阿波罗登月项目的月球车上作为一种被动冷却仪器。然而结果却是前后矛盾的，Sheth指出。

Sheth说我们与康乃迪克州Windsor Locks的联合技术航空航天系统公司（United Technologies Aerospace Systems）一起做了全面回顾，石蜡基的PCM HX被造来用以飞行演示。国际空间站的测试设备使用一种建造在加热器和热电装置的热能控制系统，该系统协助PCM HX的冷冻和液化循环。

一个可移动的厨房抽屉大小的PCM HX部件仪器装载了10磅（4.5公斤）石蜡。每公斤石蜡本身能够锁住200千焦的热能。所以我能在每公斤石蜡那里塞进200千焦的能量，Sheth说。

这等同于点亮一盏紧凑的荧光灯约8小时的能量。一个用石蜡的PCM HX，如同对照的使用数加仑的水，等于为猎户座飞船建造者带来潜在的大规模的节约。

返回地球

在国际空间站上此设备能够日以继夜的运行。但是当它处在10到30摄氏度的低温区工作时它是一个能源消耗大户。这意味着，不得不与空间站其他有效负荷分配电力，电力需要在不同的实验间进行分配。

 “我们想在今年12月试一遍”，Sheth说

Sheth指出待到今年年底石蜡将会从仪器中撤走，然后返回地球。实际的演示仪器将仍然留在国际空间站，为其他温度要求低于零下10摄氏度的制冷剂测试做准备，石蜡一旦回到NASA手中将会对其外观进行形变检查，然后从中间切开。“我们想看石蜡如何保持热交换器单元本身的内部几何结构”，Sheth说。此项评估能够帮助未来石蜡基的PCM HX更有效率。

Sheth说目标是给猎户座飞船团队的猎户座探险任务2（Orion's Exploration Mission 2，EM-2）一份报告，为EM-2选择的相变材料子系统关键设计审核流程，获取经验将是NASA太空发射系统火箭的第一个乘组的任务。

国际空间站PCM HX演示仪尽力用2年的时间去改进。

“该项目已经在许多方面取得了回报”，Sheth说。“从工程上说仪器已经得到国际空间站的承认，搭载龙飞船运到空间站，我们已经完成的工作是非常了不起的。”

NASA团队利用碳纤维复合材料

设计出可变形机翼

       NASA的自适应数字复合航空结构技术（MADCAT）团队利用碳纤维复合材料，设计了飞行过程中可以改变形状的飞机机翼，从而降低了飞行阻力，提高了飞行效率。

       空气动力学的早期研究表明，机翼的形状对飞行有巨大的影响，但是没有“最好的”机翼形状。对于不同的飞机，对于相同飞机的不同航班，甚至对于同一航班的不同航段，最好的机翼形状的定义都是不同的。在任何情况下最好的机翼形状取决于许多因素：比如飞机重量，飞行速度，飞行员是否想爬升或下降。这意味着具有有限数量的可移动表面，因此对于任何确定航班的整个飞行过程，刚性机翼只是一种折衷的设计，不可能是效率最高的机翼形状。提高效率意味着需要更少的燃料，这意味着飞机重量要更轻。

       NASA的美国加州硅谷研究中心的自适应数字复合航空结构技术（MADCAT）团队一直执着于使飞机具有更高的飞行效率。他们与来自美国麻省理工学院，康奈尔大学，加州大学圣克鲁斯分校，加州大学伯克利分校和加州大学戴维斯分校的学生合作，该团队正在使用新兴的复合材料制造方法来建立和展示一个能够主动改变形状的超轻型机翼。MADCAT项目的联合主席Kenneth Cheung认为，这可能是绿色航空未来的重要组成部分。

       机翼由先进的碳纤维复合材料制成的构件单元建造而成。这些构件块被组装成晶格结构或以重复结构排列，构件的排列方式决定了机翼的弯曲方式。机翼还具有致动器和计算机，能使其变形，以在飞行期间获得所需的形状。这种类型的机翼可以通过减少由诸如襟翼，方向舵和副翼等刚性控制表面所引起阻力的量来提高未来飞行器中的空气动力学效率。

       MADCAT项目由Convergent航空解决方案项目下的ARMD转型航空概念计划提供资助，为下一代研究人员提供了探索新方法，实现空气动力学技术的突破性进展。该团队最近在加利福尼亚莫德斯托附近的远程测试机场测试了新的变形机翼，并且计划进一步发展机翼并评估其可行性。

       NASA致力于通过大幅降低其对环境的影响来改进飞行方式，在更拥挤的天空中保持安全的同时提高效率，并为革命性的飞机形状和动力铺平道路。