科技成果

新型超級電容充電僅需200μs

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,由美國JME 電容公司總裁約翰·米勒所帶領(lǐng)的一個研究團(tuán)隊,對超級電容的結(jié)構(gòu)和電極進(jìn)行了新的設(shè)計,使其充電的時間縮短到了200μs。新型超級電容(DLC)相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》雜志上。試驗顯示,與原先的多孔化活性炭結(jié)構(gòu)制成的超級電容相比,新電容效率更高,能在更短的時間內(nèi)完成充電。

據(jù)米勒的研究小組稱,這種新型超級電容不但能夠取代比其大6倍的傳統(tǒng)電容以騰出更多的空間,還能更好地平抑電路中的電壓波動。此外,該電容還在一個交流整流濾波電路的測試中獲得了成功,而先前由于多孔化活性炭電阻率明顯大于金屬,超級電容曾一度被認(rèn)為不能用于交流電路。隨著重量和尺寸逐漸縮小,超級電容將在航空、航天、軍事等更多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

我國“天河一號”成為全球最快計算機

據(jù)北京日報報道,2010年11月17日,全球超級計算機500 強排行榜(又稱TOP500)在美國新奧爾良會議中心正式揭曉,我國的“天河一號”(二期)計算機系統(tǒng)(天河-1A)以4 701 萬億次每秒的峰值速度和2 566萬億次每秒的實測速度位居榜首。

“天河一號”,是由中國國防科技大學(xué)在2009年9月研制成功,2010年8月在位于天津市濱海新區(qū)的“國家超級計算天津中心”投入使用并完成了技術(shù)升級。

此前全球最快的超級計算機——美國“美洲虎”以1 759 萬億次每秒的實測性能名列第二。我國曙光公司研制的“星云”緊隨其后,位列第三。在全球超級計算機TOP500 中,中國共有41臺機器入圍,在數(shù)量份額上僅次于美國,排名第二。

歐洲大型強子對撞機圓滿完成今年質(zhì)子對撞運行任務(wù)

歐洲核子研究中心11月4日宣布,2010年大型強子對撞機(LHC)質(zhì)子對撞運行任務(wù)于當(dāng)天圓滿結(jié)束,預(yù)計今年年底前開始下一階段實驗,進(jìn)行鉛離子加速并實施首次對撞。

該研究中心稱,自今年3月底首次成功實施總能量達(dá)7 萬億電子伏特的質(zhì)子束流對撞以來,大型強子對撞機已完成今年的實驗?zāi)繕?biāo),探索了未知領(lǐng)域。已獲得的主要成果包括對撞機的“性能參數(shù)亮度”達(dá)到設(shè)計目標(biāo),確認(rèn)粒子標(biāo)準(zhǔn)模型的部分內(nèi)容,在質(zhì)子對撞中首次探測到“頂夸克”,確定“受激夸克”等新粒子產(chǎn)生的能級范圍。

歐洲核子研究中心指出,即將開始的鉛離子對撞實驗是一個全新研究領(lǐng)域,有助于揭示宇宙形成之初的物質(zhì)形成之謎。鉛離子對撞運行的主要目標(biāo)之一是產(chǎn)生“夸克-膠子等離子體”,研究宇宙形成的物質(zhì)變化過程。此后,大型強子對撞機將停機保養(yǎng),以待明年2月開展新的質(zhì)子對撞研究。

德成功研制多層太陽能電池轉(zhuǎn)換效率高達(dá)41.1%

據(jù)科技日報報道,2010年10月27日,歐洲技術(shù)與研究組織協(xié)會(EARTO)頒發(fā)了2010年創(chuàng)新獎。EARTO是歐洲研究和技術(shù)組織的行業(yè)協(xié)會,其頒發(fā)的創(chuàng)新獎旨在表彰研究和技術(shù)組織推動經(jīng)濟和社會進(jìn)步的研究工作。

此次獲獎的研究工作來自于弗賴堡的弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(ISE)。該所的Andreas Bett 博士和他的團(tuán)隊研發(fā)出了效率幾乎是傳統(tǒng)硅太陽能電池兩倍的太陽能電池。這種電池采用了太陽能電池堆疊技術(shù),使整個太陽光譜都可用于能源生產(chǎn),實現(xiàn)了41.1%的硅基太陽能電池轉(zhuǎn)換效率,這是繼2007年美國的S pectrolab 有限公司研制出效率達(dá)40.7%的太陽能電池后又一具有里程碑意義的紀(jì)錄。

為了使這項技術(shù)迅速從實驗室走向工業(yè)化,ISE 還專門建造了一個示范試驗室,用來展示它們在工業(yè)中如何應(yīng)用。而從ISE 下屬的Concentrix 太陽能公司所生產(chǎn)的集中器系統(tǒng),已經(jīng)在西班牙太陽能電廠的應(yīng)用中幫助實現(xiàn)了太陽能并網(wǎng)發(fā)電25%的系統(tǒng)效率。

科通公司為美國軍事衛(wèi)星升級通信終端

據(jù)科通公司網(wǎng)站報道,科通電信公司(Comtech)2010年10月13日宣布,其位于美國加利福尼亞州的子公司Comtech EF 數(shù)據(jù)公司獲得了一份價值320萬美元的訂單,向美國政府提供衛(wèi)星通信設(shè)備。這些設(shè)備將被用來升級已部署的衛(wèi)星終端,支持戰(zhàn)術(shù)軍事通信。提供的設(shè)備包括MB T-5003 上/下變頻器系統(tǒng)和S LM-5650A衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。

SLM-5650A衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器

MBT-5003 上/下變頻器系統(tǒng)提供L頻段中頻和C/X/Ku頻段射頻之間的頻率轉(zhuǎn)換。它封裝在一個3RU 平臺,采用單一機箱、冗余解決方案,提供高輸出功率。該系統(tǒng)是專為堅固fly-aw ay 終端使用。

S LM-5650A衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器符合M IL-S TD-188-165A的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),調(diào)制解調(diào)器類型分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ類,用于國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS)衛(wèi)星、寬帶全球衛(wèi)星通信(WGS)衛(wèi)星和商業(yè)衛(wèi)星。調(diào)制解調(diào)器具備先進(jìn)的功能支持,較高的帶寬效率和靈活性,包括傳輸安全(T RANSEC)和網(wǎng)絡(luò)處理器模塊。這種多用途產(chǎn)品可支持各種應(yīng)用,最大限度地減少戰(zhàn)術(shù)終端設(shè)置的后勤支持和培訓(xùn)。

歐洲借助航天技術(shù)開發(fā)新型牙科X 光儀器

據(jù)新華網(wǎng)報道,歐洲航天局10月11日宣布,歐洲企業(yè)借助太空微型器械制造技術(shù),開發(fā)出了一種高分辨率、高對比度的小型牙科X 光儀器。

據(jù)歐洲航天局介紹,瑞典納米太空公司將其生產(chǎn)航天產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)驗進(jìn)行轉(zhuǎn)化,研制出了這種新型X光儀器,其核心器件名為“閃爍器”,可以將X 光轉(zhuǎn)化為可見光,得到的圖像無論是分辨率還是對比度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前牙科臨床使用的X 光機。由于融入了太空微型器械制造技術(shù),新的X 光儀器要比目前使用的牙科X 光機薄許多。這樣牙醫(yī)就能輕松地將儀器置于患者口中,為牙齒拍攝X 光片。

歐洲航天局表示,上述成果再次表明,航天領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)化實際上大有可為。

國內(nèi)首款多系統(tǒng)多頻率衛(wèi)星導(dǎo)航SoC芯片研制成功

和芯星通Nebulas 芯片

和芯星通科技(北京)有限公司于2010年9月25日正式發(fā)布,國際首款、國內(nèi)首創(chuàng)的擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的多系統(tǒng)多頻率衛(wèi)星導(dǎo)航高性能SoC芯片——和芯星通Nebulas 芯片研制成功。該芯片的發(fā)布將使中國擺脫對外國“導(dǎo)航芯片”的依賴,打破國外壟斷,推動中國自己的北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用駛?cè)肟焖佘壍馈?/p>

和芯星通Nebulas 芯片發(fā)布會現(xiàn)場(左起:楊元喜院士,北斗系統(tǒng)副總師譚述森研究員,北斗系統(tǒng)總師孫家棟院士,和芯星通CEO 韓紹偉博士,劉經(jīng)南院士,許其鳳院士)

和芯星通Nebulas 芯片采用90nm 低功耗工藝,內(nèi)置200+M Hz 處理器和192個邏輯通道,支持當(dāng)前所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),包括北斗1、北斗2 B1/B2/B3、GPS L1/L2/L5、G LONASS L1/L2 和GALILEO E1/E5a/E5b 等;該芯片單片可同時支持6個獨立頻率,如三系統(tǒng)雙頻或者雙系統(tǒng)三頻接收機應(yīng)用,并可以配合雙天線進(jìn)行二維定向或者三天線進(jìn)行三維定姿,還可以通過并列使用多顆芯片進(jìn)行擴展,以支持更多系統(tǒng)、更多頻率的應(yīng)用。

目前,在國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片應(yīng)用領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)推出的產(chǎn)品一般應(yīng)用于低精度領(lǐng)域,受技術(shù)限制,中國企業(yè)推出的產(chǎn)品即使能支持美國、歐洲、俄羅斯的多系統(tǒng),也不能同時支持同一系統(tǒng)的不同頻率。而和芯星通此次發(fā)布的高性能SoC 芯片,不僅可以在低精度的車載導(dǎo)航等領(lǐng)域應(yīng)用,而且可以更廣泛地應(yīng)用于高精度和涉及國家安全的領(lǐng)域,如測量測繪、地震及災(zāi)害預(yù)測、精密儀器控制、精確制導(dǎo)等,這將突破衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈上游國外廠商的壟斷地位。

和芯星通Nebulas 芯片實現(xiàn)了多系統(tǒng)多頻率的真正融合。Nebulas 芯片的每個調(diào)制模塊硬件單元均可支持各種不同的調(diào)制模式,包括BPSK、BOC、mBOC、AltBOC 等;相 關(guān)器、FFT 和匹 配濾波器混合應(yīng)用,實現(xiàn)各種不同衛(wèi)星系統(tǒng)的捕獲跟蹤算法最優(yōu)化;每個碼發(fā)生器硬件單元,均可支持各種不同的測距碼,如PRN,不規(guī)則測距碼和片外產(chǎn)生的實時更換的測距碼;內(nèi)嵌式CPU,算法功能一體化,實現(xiàn)單芯片自主定位以及不同系統(tǒng)的任意四顆衛(wèi)星聯(lián)合定位;而接收機自主完好性檢測,保障了位置信息的安全性和可靠性。

和芯星通公司通推出世界第一顆同時支持BD1/BD2/GPS/G LONASS/GALILEO 五個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的SoC 芯片,成功填補了國際和國內(nèi)空白,打破了高精度測量、導(dǎo)航、授時等多個領(lǐng)域長期依賴進(jìn)口產(chǎn)品的局面。和芯星通Nabulas 芯片是支持“全北斗”(BD1+BD2)工作模式的SoC 芯片,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的創(chuàng)新性和獨特性將會被充分挖掘,有助于在我國國民經(jīng)濟關(guān)鍵領(lǐng)域擴大基于北斗系統(tǒng)的應(yīng)用,拓寬現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,進(jìn)而推動我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

世界首個太空機器人將送往“國際空間站”

據(jù)美國太空網(wǎng)報道,經(jīng)過為期15年的準(zhǔn)備,首個仿真太空機器人將搭載發(fā)現(xiàn)號航天飛機前往“國際空間站”。

這款太空機器人稱為機器人航天員-2(Robonaut-2),現(xiàn)計劃在發(fā)射時裝載在兩個套盒內(nèi),并襯墊泡沫。Robonaut-2 機器人從結(jié)構(gòu)上十分接近人類,擁有人類的軀干、頭部和臂部,是由NASA和通用公司聯(lián)合設(shè)計,計劃協(xié)助宇航員在“國際空間站”完成零星工作和維修任務(wù)。最終,NASA官員計劃讓這款太空機器人抵達(dá)對于人類過于危險無法勝任的工作區(qū)域。

Robonaut-2 機器人

投資250萬美元建造的Robonaut-2 機器人抵達(dá)“國際空間站”后,將試驗它是否能夠在預(yù)期的零重力環(huán)境下正常工作。下一年度,設(shè)計者希望通過安排不同任務(wù)來測試它,其中包括操作柔韌、易彎曲織物,以及盡可能地幫助宇航員完成一些太空事務(wù)。經(jīng)過對其不同組件的測試,Robonaut-2 便能開始進(jìn)行一些簡單的工作,最終執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。這款機器人很可能進(jìn)行的兩項應(yīng)用是擦拭欄桿和清潔空氣過濾器。

NASA約翰遜航天中心自動化、機器人技術(shù)和模擬部代理主管Rob Ambrose 說:“靈巧敏捷、可完成人類工作的Robonaut 機器人項目將是一項重大挑戰(zhàn),從它投入工作之后,這款機器人將對人類同伴十分安全可靠?！?/p>

Robonaut-2 太空機器人的敏捷程度遠(yuǎn)超出其它機器人,它具備類似人類的手指,還有柔軟的手掌,能夠抓住并抱起物體。Ambrose 稱,這是一款“柔軟”的機器人。一些金屬或者鋼質(zhì)組件會劃傷工具,如果宇航員進(jìn)行操作具有一定的危險性,或許會劃破宇航員的手套。而Robonaut-2 太空機器人則可以避免這些情況的發(fā)生。這款機器人的傳感器設(shè)計非常安全合理,如果它接觸到程序設(shè)計之外物體(像宇航員的頭部),運行程序?qū)⑼Ｖ蛊浠顒??；蛘吣撤N力度猛烈地碰撞它,這款機器人將立即停止關(guān)閉。

目前,Robonaut-2 太空機器人從結(jié)構(gòu)上僅是上半身,仍放置在美國實驗室內(nèi)。未來機器人研究小組計劃測試不同的下半身組件,使這款機器人具備在“國際空間站”內(nèi)外自由運動。

Robonaut-2 在NASA肯尼迪航天中心

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩顆行星和兩顆恒星共生環(huán)繞運行

據(jù)美國太空網(wǎng)報道,日前,最新觀測發(fā)現(xiàn)兩顆類似木星的超大質(zhì)量行星環(huán)繞一對彼此非常接近的姊妹恒星系統(tǒng)運行。天文學(xué)家指出,通常情況下彼此非常接近的姊妹雙星系統(tǒng)存在引力干擾效應(yīng),很難形成行星。

最新觀測發(fā)現(xiàn):兩顆類似木星的超大質(zhì)量行星環(huán)繞一對彼此非常接近的姊妹恒星系統(tǒng)運行

這兩顆行星環(huán)繞“NN 巨蛇”雙星系統(tǒng)運行,距離地球1 670 光年之遙。雙星系統(tǒng)中質(zhì)量較大的恒星是一顆小白矮星——類似太陽的恒星質(zhì)量耗盡的殘留狀態(tài),這顆恒星的直徑是地球的2.3倍。然而它的溫度卻超過49 700℃,接近太陽表面溫度的9倍。另一顆恒星體積較大,卻是一顆寒冷恒星,其質(zhì)量僅是太陽的1/10。這兩顆恒星在一個非常緊密的軌道中共生運行。

當(dāng)較大的恒星移動至較小恒星前方時,可每次形成持續(xù)3h7min 的日食。這種日食現(xiàn)象將改變整個行星系統(tǒng)的亮度,與高精準(zhǔn)的時鐘有點相似。通過監(jiān)控日食,天文學(xué)家小組能夠探測到兩顆行星環(huán)繞這對恒星時由引力牽引產(chǎn)生的輕微變化,并牽引這兩顆恒星,使其日食日程表發(fā)生變化。

其行星系統(tǒng)中較大的行星質(zhì)量是木星的5.9倍,它與姊妹恒星距離8.98億千米之遙,公轉(zhuǎn)周期長達(dá)15.5個地球年。另一顆行星與姊妹恒星稍近,其公轉(zhuǎn)周期為7.75個地球年,其質(zhì)量是木星的1.6倍。雖然在太陽系之外發(fā)現(xiàn)行星現(xiàn)已十分普通,但迄今卻很少發(fā)現(xiàn)行星同時環(huán)繞兩顆或者三顆恒星運行。目前,這項最新研究發(fā)表在近期出版的《天文學(xué)&天體物理學(xué)》雜志上。

據(jù)悉,近期另一項天文觀測發(fā)現(xiàn)一顆類似木星大小的行星環(huán)繞HR 7162 恒星,而HR 7162 恒星是距離地球49 光年、位于天琴星座的二元姊妹恒星系統(tǒng)。近期的這些發(fā)現(xiàn)將使天文學(xué)家對于巨大的氣體行星的形成理論進(jìn)行重新思考。

勇氣號火星探測器發(fā)現(xiàn)火星數(shù)十萬年前存在水資源的證據(jù)

據(jù)美國太空網(wǎng)報道,最新一項研究顯示,2009年勇氣號(Spirit)探測器陷入的沙坑中,包含著接近火星表面的幾種不同成分塵埃層,研究人員猜測這些塵埃層是由火星融化的霜或雪形成的薄水層滲透導(dǎo)致的。他們指出,這種薄水層滲透現(xiàn)象是火星旋轉(zhuǎn)傾斜超過其軸線時出現(xiàn)周期性氣候變化導(dǎo)致的,這些水分向沙層以下移動,攜帶著可溶性礦物質(zhì)進(jìn)入沙層以下。

勇氣號探測器在困陷的沙層中發(fā)現(xiàn)火星近代存在水資源的證據(jù)

研究人員稱,每隔數(shù)十萬年火星軸線傾斜將呈現(xiàn)出不同的變化,事實上勇氣號發(fā)現(xiàn)沙層中的灰塵層并不存在于巖石中,這表明這些水資源是近代滲透出現(xiàn)的,并不是數(shù)十億年前。

NASA噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)火星探測器項目科學(xué)家布魯斯·班德爾特說:“水在巖石中形成冰凍,將持續(xù)很長時間,但水在松軟的沙層中冰凍卻無法長時間保存?！毖芯咳藛T強調(diào),在火星表面的一些非溶性礦物質(zhì)包括赤鐵礦、硅石和石膏。富含鐵的鐵硫酸鹽更容易溶解,它們會遇水溶解,并沉積至沙質(zhì)更深的區(qū)域。

美國華盛頓大學(xué)火星探測器副首席研究員雷·阿維德遜說:“火星表面缺少可溶性礦物質(zhì)表明鐵硫酸鹽等物質(zhì)已溶解。這項發(fā)現(xiàn)也暗示著火星在近期氣候變化中可能蘊藏著液態(tài)水?！蹦壳?這項最新研究發(fā)表在《地球物理學(xué)研究》期刊上。

月球表面含多種金屬元素

據(jù)新華社報道,NASA于2010年10月,重2.2t 的半人馬座火箭以9 000km/h 的速度撞向常年背陰的凱布斯月球坑,尾隨火箭的“月球坑觀測與遙感衛(wèi)星”(LCROSS)隨即捕捉撞擊畫面,分析撞擊揚起的塵埃成分,得出月球表面有水的結(jié)論。時隔一年,NASA科學(xué)家宣布,揚起的塵埃中不止有水,月球表面含有二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒘蚧堑然衔?金屬成分則有汞、銀、鈉等。另外,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球表面的實際水含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出去年的計算結(jié)果。

德新社10月21日援引這份即將發(fā)表于最新一期《科學(xué)》雜志的報告內(nèi)容報道,在半人馬座火箭撞擊月球揚起的塵埃中,水含量達(dá)到5.6%?？茖W(xué)家認(rèn)為,月球表面的水量在人類登月初期足夠合成燃料和維持生命所用。

丹麥研發(fā)出自行修復(fù)功能的計算機

新華社據(jù)丹麥媒體10月14日報道,丹麥技術(shù)大學(xué)揚·馬德森領(lǐng)導(dǎo)的研究小組受到人體自我修復(fù)能力的啟發(fā),研制出無需人工干預(yù)便可自行修復(fù)功能的計算機,并取名“埃德娜”。該計算機測試成熟后將被NASA用于火星生命探測項目中。

研究人員介紹說,與普通計算機擁有一個中央處理器不同,“埃德娜”有數(shù)目眾多的小處理器,就像人體內(nèi)的大量細(xì)胞一樣。這些小處理器中,一部分正常運轉(zhuǎn),另外一部分則作為“備份”。一旦某個運轉(zhuǎn)的小處理器出現(xiàn)問題,無法正常工作,就自動激活“備份”處理器中的一個,代替其執(zhí)行任務(wù),這樣就不會因為某一個小處理器出問題就使整機陷于崩潰,整個計算機可以運行得更為可靠和穩(wěn)定。

據(jù)介紹,這種計算機目前在NASA已進(jìn)入測試階段,11月份即可得出初步測試結(jié)果。