科技成果

ESA驗證退役GIOVE-A導航衛(wèi)星的新能力

中國國防科技信息網2013年4月17日消息，2005年，ESA 發(fā)射了首顆“伽利略”在軌驗證衛(wèi)星（GIOVEA），其主要任務是傳送“伽利略”測試信號，確保該系統(tǒng)能占用相關頻段，并在太空環(huán)境中對硬件進行評估等。2012年，ESA 確認GIOVE-A已完成既定使命，將衛(wèi)星移至比原軌道約高100km 的“退役軌道”（23 222km），并將衛(wèi)星的控制權轉交給其主承包商英國薩瑞衛(wèi)星技術有限公司（SSTL）。GIOVE-A所用的GPS接收機是ESA向SSTL公司定制的產品，屬于ESA 通信系統(tǒng)先進研究（ARTES）項目的一部分。在GIOVE-A 長達7年的壽命中，只有其運行的最初90min內用過該接收機。目前，該接收機已被重新啟用，這使得GIOVE-A 成為首顆在高軌道運行，并成功利用全球定位系統(tǒng)（GPS）進行空間定位的民用衛(wèi)星。GIOVE-A 的軌道比GPS系統(tǒng)高出近1000km，仍然可以接收GPS信號，確定其位置、速度和時間。這個結果證明：在比導航衛(wèi)星軌道更高的軌道上（如地球同步軌道，甚至月球），也可以利用目前的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)的信號進行導航。

日本研發(fā)轉換效率高達60%的“菲涅爾光房”太陽能系統(tǒng)

中國科技部網站2013年4月18日消息，日本理化研究所與達芬奇株式會社正在設計一種名為“菲涅爾光房”（Fresnel Sun House）的新型發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可從早到晚高效收集太陽光產生的熱能，視需要利用熱能發(fā)電或直接供應熱水?！胺颇鶢柟夥俊笔抢砘芯克鶆?chuàng)新推進中心“光熱能電力化研究小組”東謙治與大森等人的研究成果，開發(fā)出表面精度好、透明度高的低光損廉價透鏡是此系統(tǒng)的關鍵。研究者利用超薄塑料制成菲涅爾透鏡，上刻同心圓溝紋，透明度極高，表面平整度誤差低于20nm，是目前塑料透鏡可達到的最高水平。目前，普及型太陽能電池板的光電轉換效率為20%左右，而“菲涅爾光房”發(fā)電系統(tǒng)的轉換效率理論上高達60%。日本理化研究所計劃2013年造出功率1kW 的樣機，2014年完成10kW 的實證系統(tǒng)開發(fā)。

德科學家開發(fā)出新型毫米波雷達

中國科技部網站2013年4月26日消息，人的視線不能穿透木頭、硬紙板或塑料。但是一種緊湊型模塊式雷達裝置，可以使我們透過這些介質看見后面隱藏的東西：毫米波遙感器可以透視所有介電質材料，即弱導電或不導電材料、非金屬材料和不透明材料，如衣物、塑料板、紙張、木板或雪和霧。這種遙感器發(fā)射75～109Hz電磁波，適用于不同領域，從民航安檢、物流到工業(yè)傳感技術直到醫(yī)療技術等領域。這種雷達的樣機由德國弗朗恩霍夫應用固體物理研究所、生產技術和自動化研究所以及可靠性與微集成研究所共同研制，將在2013年漢諾威工業(yè)博覽會展出。此雷達采用砷化鎵半導體技術，體積很小，只有一只香煙盒大；最大探測距離可達3km，發(fā)射功率10mW，而手機達1000mW。因為工作在毫米波射線范圍，這種雷達不同于X 光透視設備，對健康無害。

全球星-2衛(wèi)星使用新型射頻器件

據中國國防科技信息網站2013年3月29日消息，美國Peregrine公司為通信衛(wèi)星研制的射頻集成電路新產品——雷達射頻器件（鎖相環(huán)頻綜器和預分頻器），已于2月6日搭載在6顆全球星-2（Globalstar-2）上進入太空。該產品支持“全球星”衛(wèi)星系統(tǒng)內的16個C和S頻段異頻雷達收發(fā)機，它使用UltraCMOS技術作為主要生產工藝。此工藝具有內嵌隔離、低功耗、小體積和輕重量等特性，使得射頻器件相位噪聲低，抗單粒子效應（SEE）能力強，并可避免發(fā)生單粒子閂鎖效應（SEL，這通常是災難性的，導致射頻器件的永久損傷）。Peregrine公司稱，UltraCMOS工藝的輻射誘導閂鎖免疫特性，使之繼續(xù)成為該衛(wèi)星和其他空間應用的備選技術。

NASA首個激光通信系統(tǒng)與月球探測器集成

據美國NASA 網站2013年3月14日報道，NASA 開發(fā)了一個新型激光太空通信系統(tǒng)，能將衛(wèi)星通信的速率提高到類似于地球上高速光纖網絡的水平。NASA 已將這一系統(tǒng)應用于“月球大氣與塵埃環(huán)境探測器”（LADEE）上，作為“月球激光通信演示驗證”（LLCD）的太空終端。LLCD 將演示驗證從月球軌道到地球的激光通信，其傳輸速率將是目前最好的先進無線電通信系統(tǒng)的6倍。NASA 這類通信系統(tǒng)首次通過全部試驗，具備太空飛行資質。NASA 馬歇爾航天飛行中心的月球探索計劃辦公室管理LADEE 任務，搭載LLCD 作為載荷的LADEE系統(tǒng)預計在2013年8月發(fā)射升空。

科技成果

中國航天科技集團公司助力阿爾法磁譜儀探索暗物質

“國際空間站”上的阿爾法磁譜儀

據中國載人航天工程網2013年4月12日消息，阿爾法磁譜儀（Alpha Magnetic Spectrometer，AMS）項目的首席科學家丁肇中，近日公布該項目的首批研究成果：實驗觀察到宇宙射線流中正電子存在的比率，符合關于暗物質存在理論的預測。阿爾法磁譜儀-2在2011年5月至2012年12月的運轉期間，記錄了250億個宇宙射線事件。此研究結果發(fā)表在《物理評論快報》上。丁肇中在接受媒體專訪時說過，中國航天科技集團公司為阿爾法磁譜儀項目做出了突出貢獻。阿爾法磁譜儀-2 是目前世界上公認的探測靈敏度最高和最復雜的一臺暗物質探測設備，質量6940kg，用來幫助人類認識未知的暗物質等。據悉，暗物質不會發(fā)光，存在于宇宙空間中，但其存在本身會產生引力作用，而且其數量和規(guī)模遠超人們已經認知的“常規(guī)物質”。中國航天科技集團公司所屬的中國運載火箭技術研究院負責阿爾法磁譜儀核心器件（磁體主結構件等）的設計、研制和試驗工作。中國的磁體主結構產品通過NASA安全認證后，1998年搭乘美國發(fā)現(xiàn)號（Discovery）航天飛機并在“國際空間站”置放10天，又在2011年5月搭乘奮進號（Endeavour）航天飛機進駐“國際空間站”參加暗物質探索試驗。

中國首個純石墨烯粉末產品誕生

據新華網2013年4月12日報道，貴州新碳高科公司近日宣布：成功研制生產出柔性石墨烯散熱薄膜。該產品能幫助現(xiàn)有筆記本電腦、智能手機、LED 顯示屏等大大提高散熱性能。該公司建立了年產量為20 000 m2的薄膜生產線，目前已成功產出此種薄膜1000m2。經德國耐馳（NETZSCH）科學儀器商貿（上海）有限責任公司檢測，其熱擴散率達700～900m2／s，導熱系數在800～1600 W／（m·K）。散熱效果比常用散熱材料銅提高2～4倍，且具有良好的可加工性能。此薄膜外觀與錫箔紙相似，能任意折疊，可剪成任意形狀，薄膜厚度在25μm 左右，相當于普通A4紙的1／3。據悉，高性能石墨烯產品具有廣泛市場前景，對于高性能、超薄及大功耗電子產品（如智能手機、平板電腦、大功率節(jié)能LED照明、超薄LCD電視等）具有極高的應用價值。

中國衛(wèi)星服務全國林地“一張圖”更新項目

據中國航天網2013年4月18日消息，日前，中國資源衛(wèi)星應用中心與國家林業(yè)局調查規(guī)劃設計院決定開展深入合作。由中國航天科技集團公司研制的資源-3衛(wèi)星和資源-1-02C 衛(wèi)星為主的國產衛(wèi)星遙感數據，已用于全國林地“一張圖”年度更新項目。據悉，此項目采取以高分辨率衛(wèi)星遙感影像、地方征占用林地和森林經營檔案等資料為基礎，輔以適當的地面核實調查的技術方法，將林地或森林轉入轉出的數據不斷更新，將使全國林地“一張圖”成為逐年更新的動態(tài)圖，提升了中國林業(yè)資源的現(xiàn)代化管理能力。

美科學家研制新型太陽能材料

中國科技部網站2013年4月19日消息，美國內布拉斯加大學林肯分校力學和材料工程系副教授Huang Jinsong團隊正在研制一種轉換效率較高的新太陽能板材。它與傳統(tǒng)的半導體硅電池板不同，其板材使用有機聚合物（塑質物）替代硅材料，此類材料來源廣泛、成本低廉，極大降低了制造成本，并具有聚合物共有的易于成形、附著性強等物理特性，可通過涂漆和噴墨等方式快速涂敷于玻璃、墻壁甚至衣服、背包表面，真正實現(xiàn)太陽能隨時隨地的獲取，將對人類利用太陽能帶來巨大變革。

最新3D打印機能降低產品生產成本并縮短周轉時間

中國載人航天工程網2013年4月17日消息，據美國陸軍網站4月1日報道，美國陸軍利用一種創(chuàng)新鑄造工藝，能顯著降低產品制造成本和縮短周轉時間。與傳統(tǒng)的設計思路（用一堆材料加工制造部件，將剩余材料丟棄）不同，新鑄造工藝只使用制造部件所需的材料。托比漢納陸軍軍械庫（Tobyhanna）的電子工程師稱，只要有適合部件確切尺寸的3D 模型，就能制造出任何類型的塑料部件。該軍械庫自2006年秋首臺3D 打印機運抵車間就開始使用這種新制造技術，其第2 臺3D 打印機于2012年4月采購，能夠在1．6 m2區(qū)域內制造由數百種復合材料合成的部件。Tobyhanna是美國國防部最大的修理中心，能夠整修多種電子系統(tǒng)和部件，從戰(zhàn)術無線電到用于國防衛(wèi)星、通信網絡的地面終端。

美科學家發(fā)明可置入腦的無線傳感器

中國科技部網站2013年4月28日消息，據美國國立衛(wèi)生研究院報道，美國布朗大學的一個研究小組，發(fā)明了一種可以植入腦部并可對外發(fā)射無線信號的傳感器，可能為腦功能研究提供新的工具。長期以來，人們在對腦活動進行記錄時，需要使用有線的傳感器進行信號采集，這種方式限制了研究對象的活動，從而無法得到人正常生活時的真實腦功能數據。在最新研究中，研究人員發(fā)明的新型傳感器可直接植入大型動物的腦部（豬和恒河猴），并可將記錄到的腦信號通過無線技術傳輸到體外監(jiān)控設備。動物可以在較大范圍內自由活動，實驗成功記錄了它們與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用的數據。此外，這種傳感器還可以進行無線充電，實現(xiàn)長期記錄，它現(xiàn)在還處于動物實驗階段。

俄科學家研發(fā)神奇納米涂層材料

據中國科技部網站2013年5月2日消息，俄杜布納科學城的科學家研制成功一種神奇的納米涂層材料，用這種涂層材料處理過的物體表面，可以實現(xiàn)“荷葉效應”，從而有效防止灰塵、水分的附著，使物體表面呈現(xiàn)持久的潔凈。該納米涂層材料的使用異常簡單，只需將兩種組分的液體按一定比例混合并使其均勻，隨后噴涂在已處理干凈的物體表面（如玻璃、織物、建筑材料、金屬等），5 min后即可使噴涂物體表面實現(xiàn)“荷葉效應”。

英國新型的腦機接口助人以思維操控飛船程序

據新華網2013年3月14日報道，據《探索新聞》報道，英國艾塞克斯大學的研究人員已經研發(fā)出新型的腦機接口（BCI），它能夠用于控制宇宙飛船模擬器。NASA的噴氣推進實驗室（JPL）測試了這種新的BCI接口。研究者首先在一個被試者身上安裝了一個電極帽，然后創(chuàng)建了一個計算機模擬飛船程序，幾臺計算機合作讀取測試者的大腦信號并且通過屏幕上飛船的運動實時表現(xiàn)出來，測試者只需要通過思考控制飛船進行圍繞太陽飛行。據悉，BCI能夠測量人的注意力、警惕性、積極性、疲勞度、認知負荷以及情感狀態(tài)，可用于太空或軍事等眾多領域。

ESA 最新數據揭示宇宙年齡秘密

中國科技部網站2013年4月27日消息，近日英國劍橋大學George Efstathiou教授在ESA 巴黎總部公布了有關宇宙“最古老光線”的空間觀測圖。ESA 普朗克空間望遠鏡歷時15個月的觀測數據形成了迄今最精細的宇宙大爆炸后瞬間宇宙圖片。此觀測圖反映了“宇宙微波背景輻射”的分布情況。普朗克觀測數據顯示宇宙的年齡是138．2億年，比科學家之前的估計早5000萬年左右。同時，此觀測圖對之前宇宙物質組成的分析作出微量修正，即物質所占比例為31．7%，略微多于之前的分析；而“暗能量”的比例為68．3%。ESA 表示觀測圖中尚有一些未知要素，需要科學家進一步分析論證。

德國有機電光眼鏡獲得2013年創(chuàng)新獎

中國科技部網站2013年4月15日消息，2013年3月，德國弗朗霍夫有機物、材料和電子設備研究所（COMEDD）研制的有機輕型電光顯示（Organic Light Electroluminescence Display，OLED）眼鏡，獲得2013年漢諾威信息及通信技術博覽會（CeBIT）年度硬件類創(chuàng)新獎。這種交互式增強圖像眼鏡，可使用戶在觀看真實世界的同時獲得額外虛擬數據信息。集成在OLED眼鏡顯示器上的相機能夠測到用戶眼球運動情況，用戶可以通過視線角度改變來控制信息顯示。系統(tǒng)設計者Rigo博士表示，該研究成果表明德國具備了同美國谷歌公司一樣的數據眼鏡研發(fā)能力，而且這個新系統(tǒng)具備非接觸眼控制功能，在醫(yī)學和裝配技術等眾多領域有廣泛的應用前景。