NASA正在开发用于深空探索的太阳帆技术

NASA正在开发用于深空探索的太阳帆技术美国国家航空航天局(NASA)正在开发用于深空探索的太阳帆技术。这种创新的推进系统以太阳光从其表面反射为动力,最近达到了新的就绪水平,使其适用于未来的科学任务。太阳帆提供了一种无燃料、环保的推进方法,能够将低质量任务推进到新颖的轨道和遥远的行星上。资料来源:美国国家航空航天局NASA技术专家莱斯-约翰逊(LesJohnson)年轻时曾被杰里-波内尔(JerryPournelle)和拉里-尼文(LarryNiven)于1974年合著的小说《上帝眼中的污点》(TheMoteinGod'sEye)深深吸引,小说中一艘由太阳帆推动的外星飞船拜访了人类。今天,约翰逊和美国国家航空航天局的一个团队正准备测试类似的技术。NASA继续推出太阳帆技术计划,将其作为一种前景广阔的深空运输方法。1月份,该机构成功部署了四个相同的太阳帆四象限中的一个,从而实现了一个关键的技术里程碑。1月30日,在科罗拉多州朗蒙特的Redwire公司新工厂展示了这一部署。美国国家航空航天局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心领导着太阳帆团队,该团队由主承包商Redwire和分包商NeXolve组成,前者开发了部署机制和近100英尺长的吊杆,后者提供了帆膜。除了领导该项目,马歇尔还开发了太阳帆在太空飞行时控制和导航所需的算法。2022年10月13日,NASA和行业合作伙伴在马歇尔太空飞行中心使用两个100英尺长的轻质复合吊杆首次展开了4300平方英尺的帆板四象限,使其成为当时部署的最大的太阳能帆板四象限。2024年1月30日,NASA在科罗拉多州朗蒙特的Redwire新工厂成功部署了四个完全相同的太阳帆四象限中的一个,实现了关键技术的里程碑。资料来源:美国国家航空航天局太阳帆技术及其进步太阳能帆的概念简单而具有革命性。它的工作原理是利用太阳光的反射进行推进,类似于风力推动帆船。虽然在Redwire的部署中只展开了帆的四分之一,但完全展开后,整个帆的面积将达到17780平方英尺,厚度不到头发丝的2.5微米。风帆由涂有铝的聚合物材料制成。美国国家航空航天局科学任务局最近资助太阳帆技术达到新的技术就绪水平(TRL6),这意味着该技术已准备就绪,可以提出在科学任务中飞行的建议。约翰逊在马歇尔大学从事风帆技术研究已有25年之久,他说:"这是在准备将其用于太空任务之前,在地面上迈出的重要的最后一步。下一步就是科学家们提出在他们的任务中使用太阳帆。我们已经实现了目标,并证明我们已经做好了飞行的准备。"穿越深空的太阳帆为使用该技术的飞行任务提供了许多潜在的好处,因为它不需要任何燃料,只需很小的质量就能实现很高的推进性能。这种太空推进系统非常适合在新轨道上执行低质量任务。约翰逊说:"一旦脱离地球引力进入太空,最重要的是效率和足够的推力,以便从一个位置到达另一个位置。""太阳能帆通过反射太阳光来实现这一目标--帆的尺寸越大,就能提供越大的推力"。-莱斯-约翰逊,美国国家航空航天局技术专家未来应用和环境效益利用太阳帆技术进行的一些有意义的飞行任务包括研究空间天气及其对地球的影响,或对太阳南北两极进行高级研究。后者受到了限制,因为将航天器送入环绕太阳的极地轨道所需的推进力非常大,使用当今大多数推进系统根本不可行。考虑到金星或水星离太阳很近,而且太阳帆在那里更强烈的阳光下会产生更大的推力,因此太阳帆推进也有可能加强未来前往金星或水星的飞行任务。2024年1月30日,美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的技术专家莱斯-约翰逊(LesJohnson)和莱斯利-麦克纳特(LeslieMcNutt)在RedwireSpace公司成功完成太阳帆部署测试。美国国家航空航天局在科罗拉多州朗蒙特的Redwire新设施成功部署了四个完全相同的太阳帆四象限中的一个,实现了关键技术的里程碑。图片来源:红线太空公司此外,这是一种终极的绿色推进系统,约翰逊说--只要太阳在发光,太阳帆就有推进力。在阳光较弱的地方,他设想未来可以使用激光将太阳帆加速到高速,将其推到太阳系外,甚至更远的地方,也许是另一颗恒星。"未来,我们可能会在太空中放置大型激光器,当太阳帆离开太阳系时,将光束照射到太阳帆上,将它们加速到越来越高的速度,直到最终它们的速度足以在合理的时间内到达另一颗恒星。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422196.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422196.htm

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NASA先进复合太阳帆系统 (ACS3)成功发射

NASA先进复合太阳帆系统(ACS3)成功发射美国国家航空航天局(NASA)的先进复合太阳帆系统(ACS3)虽然只有烤面包机大小,却能在约25分钟内展开微薄的塑料帆,覆盖面积达860平方英尺(80平方米),帆杆从手掌大小展开到23英尺(7米)长。这并不是第一个被送入太空的太阳能帆,但其由轻质聚合物复合材料制成并经过特别配置以平放的吊杆,在使这种帆更轻更稳方面迈出了重要一步。由于技术故障,"电子"号火箭推迟了32分钟才发射,随后,ACS3和韩国科学技术高等研究院(KAIST)的NEONSAT-1号地球观测卫星升空。火箭通过发射台后,在55秒时进入超音速状态,并在1分7秒时通过Max-Q。第一级发动机在飞行开始后2分24秒关闭,4秒后第二级分离,3秒后第二级点火。9分11秒时,第二级发动机关闭,4秒后"踢"级分离。第一级随后执行了一次轨道机动,将其送入地球大气层燃烧,而不是成为太空碎片。任务开始50分钟后,NEONSAT-1进入323英里(520公里)的环形地球轨道。ACS3在发射后1小时45分钟才进入高度为600英里(1000公里)的太阳同步轨道。这得益于"KickStage"级的Curie火箭引擎,它可以多次重新启动,在没有自身机载推进器的情况下将有效载荷送入不同的轨道。任务完成后,KickStage也会自行进入大气层燃烧轨道。美国国家航空航天局(NASA)太阳帆任务的数据将用于改进帆的设计,帆的面积将扩大到21500平方英尺(2000平方米),相当于一个足球场的一半大小。这些巨型风帆可以捕捉太阳风,并像陆地帆船一样进行转向,从而可以在不需要推进剂的情况下以极快的速度执行远程飞行任务。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428462.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428462.htm

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NASA确认前往土卫六进行科学探索的"蜻蜓"任务

NASA确认前往土卫六进行科学探索的"蜻蜓"任务蜻蜓号翱翔在土星卫星土卫六沙丘上空的艺术印象。该任务由约翰-霍普金斯应用物理实验室管理,涉及多个合作伙伴,旨在利用将于2034年抵达土卫六的旋翼机研究前生物化学过程。资料来源:美国国家航空航天局/约翰-霍普金斯应用物理实验室/史蒂夫-格里本位于华盛顿的美国宇航局总部科学任务局副局长尼基-福克斯(NickyFox)说:"蜻蜓号是一项引人注目的科学任务,受到了社会各界的广泛关注,我们很高兴能在这项任务中采取下一步行动。探索土卫六将推动我们在地球之外利用旋翼机所能做的事情的极限。"2023年初,飞行任务顺利通过了初步设计审查的所有成功标准。不过,当时要求任务发起方制定最新的预算和时间表,以适应当前的资金环境。这一更新计划于2023年11月提交并获得有条件批准,等待2025财年预算进程的结果。与此同时,NASA授权其进行最终设计和制造工作,以确保如期完成任务。随着总统2025财年预算申请的公布,"蜻蜓"号的生命周期总成本确定为33.5亿美元,发射日期为2028年7月。这反映出成本比拟议成本增加了约两倍,并且比最初于2019年选定该任务时推迟了两年多。在选定之后,由于2020至2022财年的资金限制,NASA不得不指示该项目进行多次重新规划。由于COVID-19大流行、供应链增加以及深入设计迭代的结果,该项目产生了额外费用。为了弥补延迟抵达土卫六的损失,美国航天局还为重型运载火箭提供了额外资金,以缩短飞行任务的巡航阶段。这架名为蜻蜓的旋翼机计划于2034年抵达土卫六,将飞往月球上数十个有考察价值的地点,寻找土卫六和早期地球上生命形成之前常见的前生物化学过程。"蜻蜓"标志着美国国家航空航天局在另一个行星体上驾驶科学飞行器。这架旋翼机有八个旋翼,飞行起来就像一架大型无人机。蜻蜓号的设计和建造由位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)负责,该实验室为美国国家航空航天局管理这项任务。APL的ElizabethTurtle是首席研究员。该团队的主要合作伙伴包括位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司、位于加利福尼亚州硅谷的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心、位于弗吉尼亚州汉普顿的美国国家航空航天局兰利研究中心、位于宾夕法尼亚州州立学院的宾夕法尼亚州立大学以及位于圣迭戈的马林太空科学系统公司;位于加利福尼亚州圣迭戈的马林空间科学系统公司、位于加利福尼亚州帕萨迪纳的蜜蜂机器人公司、位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室、位于巴黎的法国国家空间研究中心(CNES)、位于德国科隆的德国航空航天中心(DLR)以及位于东京的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)。蜻蜓号是美国国家航空航天局"新前沿计划"的第四项任务,由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心为华盛顿的美国国家航空航天局科学任务局管理。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428935.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428935.htm

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追逐阴影:NASA以喷气燃料探索太阳的秘密

追逐阴影:NASA以喷气燃料探索太阳的秘密美国国家航空航天局的WB-57喷气机将捕捉2024年日食的空前景象,研究日冕和电离层,以加深对太阳和大气动力学的了解。2024年4月8日的日全食将为北美各地带来令人惊叹的美景。虽然日食路径沿线晴空万里的任何人都能看到这一壮观景象,但最佳视角可能是在5万英尺的高空,在美国宇航局的WB-57喷气式飞机上。美国国家航空航天局(NASA)资助的三个团队将在那里派出科学仪器对日食进行测量。美国国家航空航天局(NASA)资助的三支团队将在那里派出科学仪器对日食进行测量。资料来源:美国国家航空航天局两个小组将对太阳的外层大气--日冕--进行成像,第三个小组将对电离层--地球大气层的上层带电层进行测量。这些信息将帮助科学家更好地了解日冕的结构和温度、太阳对地球大气层的影响,甚至有助于寻找可能在太阳附近运行的小行星。日全食期间,月球完美地遮住了太阳的亮光,使地球上的一小块区域陷入黑暗。太阳的主光被遮住后,肉眼就能看到暗淡得多的日冕。这为科学家研究太阳的这一神秘区域提供了独特的机会。短暂的阳光遮挡还能让科学家研究太阳光如何影响地球大气层。过去,日食推动了无数科学发现。对于这次日食,美国国家航空航天局正在资助几项科学实验--包括使用WB-57飞机进行的三项实验--在日食期间进行测量。美国国家航空航天局的WB-57飞机比商用飞机飞得高得多。这一高度使喷气式飞机能够飞越云层,这意味着不会因恶劣天气而错过日食。此外,喷气式飞机的飞行高度使其处于地球大部分大气层之上,这使得相机能够拍摄出更清晰的图像,并捕捉到无法到达地面的红外光等波长。由于飞机能以每小时460英里的速度飞行,它们还能延长在月影中停留的时间。虽然月食在地面上任何一点的持续时间都不会超过四分半钟,但飞机看到的月食持续时间将延长约25%,超过6分22秒。该地图显示了2024年日全食的路径。横跨大陆的深色路径就是全食路径。通过沿着这条路径飞行,WB-57将延长在全食中停留的时间。资料来源:NASA/科学可视化工作室/MichalaGarrison;日食计算:NASA戈达德太空飞行中心ErnieWright夏威夷大学研究员ShadiaHabbal是WB-57日食实验的负责人之一。他的实验将搭载记录特定波长光线的光谱仪和照相机。这些仪器将测量日冕和日冕物质抛射的温度和化学成分,日冕物质抛射是太阳物质的大爆发。利用这些数据,科学家们旨在更好地了解日冕的结构,并确定太阳风(太阳不断发射的粒子流)的来源。Habbal希望他们的研究结果有助于区分不同的日冕受热模式,他说:"这盏灯是我们在日冕中插入温度计之外最好的探测器。"美国宇航局/欧空局的太阳和日光层天文台(SOHO)拍摄到了2023年3月13日日冕物质抛射的视频。资料来源:NASA/ESA/SOHO对于科罗拉多州博尔德西南研究所阿米尔-卡斯皮领导的另一个团队来说,这并不是他们第一次用飞机追逐日食。在2017年日全食期间,Caspi曾带领WB-57飞机进行了一次开创性的实验,日全食从海到海横穿了美国。喷气机拍摄的图像被用来研究日冕的结构。那是第一次利用喷流研究日食。这一次,改进后的相机设置将允许测量从红外线到可见光的更多波长,有望揭示有关中冕和下冕结构的新信息。使用高分辨率高速相机进行的观测还有助于研究环绕太阳的尘埃环,并帮助搜寻可能在太阳附近运行的小行星。卡斯皮说:"在我们将要研究的一些波长上,太阳的数据并不多。我们不知道会发现什么,所以进行这些测量特别令人兴奋"。第三个实验将使用一种称为电离层探测仪的仪器研究月球阴影对电离层的影响,该仪器由JHUAPL设计。电离层探测仪的功能类似于一个简单的雷达。该装置发出高频无线电信号,并聆听其在电离层上的回声,从而使研究人员能够测量电离层的带电程度。电离层项目负责人、弗吉尼亚州布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学研究助理教授巴拉特-昆杜里(BharatKunduri)说:"日食基本上是一个受控实验。它让我们有机会了解太阳辐射的变化会如何影响电离层,而电离层的变化又会反过来影响雷达和全球定位系统等我们日常生活中依赖的一些技术。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426410.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426410.htm

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NASA的万圣节礼物:全天空火球网络捕捉到的阴森神秘图像

NASA的万圣节礼物:全天空火球网络捕捉到的阴森神秘图像不过,有时它们的相机也会捕捉到令人毛骨悚然的、爬行的、诡异的、奇怪的和神秘的图像。长腿爬行动物。资料来源:美国国家航空航天局戴头罩的夜访者?图片来源:美国宇航局并非所有树蛙都生活在树上。资料来源:美国国家航空航天局扫帚还是鸟类?资料来源:美国国家航空航天局这些爪子似乎能抓到很多糖果。图片来源:美国国家航空航天局由美国国家航空航天局流星体环境办公室(MEO)运营的美国国家航空航天局全天空火球网是一个专门用于跟踪明亮流星或火球的相机系统。这些相机分布在不同的战略要地,提供有关流星轨迹和特征的宝贵数据。除了主要用途外,它们有时还记录下一些无法解释的奇妙现象。美国宇航局流星体环境办公室(MEO)位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心,其重要任务是研究可能撞击地球的流星体。流星体环境办公室积极监测和研究这些太空微粒,为保护航天器和宇航员免受潜在威胁提供重要数据,确保太空运行的顺利进行。美国国家航空航天局的马歇尔太空飞行中心位于阿拉巴马州的亨茨维尔,是美国太空探索计划的基石。该中心成立于1960年,在为阿波罗任务设计土星火箭方面发挥了重要作用。目前,它推动着推进技术和空间系统的进步,并负责监督用于深空任务的太空发射系统等关键项目。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393495.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1393495.htm

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NASA的Honey Astrobee机器人重返太空

NASA的HoneyAstrobee机器人重返太空NASA的Astrobee机器人之一"蜜糖"(Honey)在美国国家航空航天局艾姆斯研究中心(AmesResearchCenter)进行维护后重返国际空间站。美国国家航空航天局宇航员伍迪-霍伯格(WoodyHoburg)确认"蜜糖"准备就绪,随后它在空间站内展示了独立导航能力。资料来源:美国国家航空航天局黄色的HoneyAstrobee是三个自由飞行机器人之一,在其大本营--位于加利福尼亚硅谷的NASA埃姆斯研究中心呆了近一年后在太空中完成开箱。Honey于2022年9月返回地球进行维护和修理。美国国家航空航天局宇航员伍迪-霍伯格(WoodyHoburg)在国际空间站上检查最近拆封的Astrobee自由飞行机器人。Astrobee系统是一个探索机器人如何维护航天器的研究平台。资料来源:美国国家航空航天局美国国家航空航天局宇航员伍迪-霍伯格(WoodyHoburg)帮助Honey从其飞行集装箱中打开包装,并确认机器人已准备好重新开始工作。经过初步检查,"Honey"能够独立脱离对接站,在空间站的日本实验舱(JEM)中穿梭,并在没有乘员监督的情况下成功重新对接。Astrobee设备为轨道实验室提供了一个用于研究和STEM(科学、技术、工程和数学)推广的机器人系统。Astrobee由三个立方体机器人、软件和一个用于充电的对接站组成。这些机器人在空间站的微重力环境中使用电风扇作为推进力,旨在帮助管理日常的航天器任务,以便宇航员能够专注于只有人类才能完成的工作。该项目为学术界、私营企业、美国国家航空航天局(NASA)和其他政府机构的用户提供有效载荷机会和指导,帮助他们执行已获批准的研究和STEM目标。阿联酋宇航员兼远征69飞行工程师苏尔坦-阿尔尼阿迪(SultanAlneyadi)在为即将举行的学生控制机器人设备竞赛测试自由飞行的Astrobee机器人助手的操作过程中观察它。图片来源:美国国家航空航天局关于AstrobeeAstrobee是美国国家航空航天局(NASA)为在国际空间站(ISS)上使用而开发的创新型机器人系统。Astrobee由三个立方体自由飞行机器人组成,旨在协助宇航员完成日常任务,提高空间站的效率。这些机器人使用电风扇进行推进,使它们能够在国际空间站的微重力环境中无缝移动。除实际应用外,Astrobee机器人还可作为研究和STEM(科学、技术、工程和数学)推广平台,促进太空科学探索和教育活动。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388745.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1388745.htm

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NASA正在资助一些看上去只会出自科幻小说的项目

NASA正在资助一些看上去只会出自科幻小说的项目月球铁路系统,流体望远镜,将人类和货物运往火星的运输系统。这些都是美国国家航空航天局创新先进概念(NIAC)计划拨出资金继续研究的项目。共有六个项目,每个项目都已完成了最初的NIAC阶段。目前,这些概念研究已进入第二阶段,将获得高达60万美元的资金,用于在未来两年内继续开展工作。不过,不要指望它们能很快实现。它们仍处于探索阶段,不能保证一定会实现。尽管如此,它们正在沿着必要的道路前进,如果进入最后的NIAC阶段,未来的航空航天任务就会考虑它们。美国国家航空航天局(NASA)华盛顿总部的NIAC项目执行官约翰-尼尔森说:"我们的NIAC研究员从未停止过惊奇和灵感,这个团队无疑给NASA带来了很多思考,让我们看到了未来的可能。"推进太空研究的一个基本要求是开发出更大的望远镜。美国国家航空航天局(NASA)的爱德华-巴拉班(EdwardBalaban)表示,遗憾的是,将目前的太空望远镜技术扩展到10米以上的孔径尺寸在经济上似乎并不可行。"因此,有必要寻找具有成本效益的解决方案,将太空望远镜扩展到更大的尺寸"。FLUTE项目提出了一个潜在的解决方案,旨在建立具有大孔径或非分块液体主反射镜的太空观测站。巴拉班解释说,这种反射镜将在微重力环境下利用流体塑形技术在太空中形成。这一概念已经在实验室中性浮力环境、抛物线微重力飞行和国际空间站上得到了验证。美国航天局的另一个项目是脉冲等离子体火箭。简而言之,目前还没有一种技术能够高效、快速地将人类和货物运送到遥远的太空中。能够产生大推力和高比冲的推进系统可以完成这一任务,但正如刚才提到的,目前还没有这样的技术。豪氏公司的布里安娜-克莱门茨(BriannaClements)表示,豪氏工业公司目前正在开发一种推进系统,该系统可产生高达100000牛顿的推力和5000秒的比冲(Isp)。她写道:"PPR性能卓越,将高Isp和大推力结合在一起,有望彻底改变太空探索,"她指出,该系统可以在短短两个月内完成载人火星任务。美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室的伊桑-沙勒(EthanSchaler)介绍说,NASA还计划建造首个月球铁路系统,以方便在月球上运输有效载荷。该系统被简称为"FLOAT",它将利用无动力磁性机器人,通过二磁悬浮技术悬浮在三层柔性薄膜轨道上。这包括一个柔性电路层,它能产生电磁推力,推动机器人沿着轨道前进;还有一个可选的薄膜太阳能电池板层,它能在阳光照射下为基地发电。美国国家航空航天局(NASA)对该项目寄予厚望,认为这种运输系统对于2030年代可持续月球基地的日常运作至关重要,正如NASA的"月球到火星"计划和"机器人月球表面操作2"等任务概念所概述的那样。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429655.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429655.htm

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