科技成果

科學(xué)家擬用激光清除太空垃圾

據(jù)21CN 網(wǎng)站2014年3月12日?qǐng)?bào)道，澳大利亞一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在研究用發(fā)射激光的方式來(lái)分解太空垃圾，從而減少可能發(fā)生的衛(wèi)星撞擊事件，有關(guān)設(shè)備可能在10年內(nèi)運(yùn)作。目前，太空中有超過(guò)30萬(wàn)件碎片，大部分以極快的速度在地球低軌道運(yùn)行。澳大利亞政府宣布將拿出2000萬(wàn)美元用于該項(xiàng)研究。研究團(tuán)隊(duì)將整合政府、學(xué)術(shù)界及航空業(yè)界多方力量，預(yù)計(jì)總投入需要9000萬(wàn)美元。此前科學(xué)家想利用激光將太空垃圾從衛(wèi)星軌道上移除，而此次目標(biāo)則是用激光減小其運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使其落入大氣層燒毀。隨著太空垃圾越來(lái)越多，各國(guó)科學(xué)家相繼提出了各種方法，包括美國(guó)的“彈弓-衛(wèi)星太空清掃器”、英國(guó)的“立方太陽(yáng)帆”、日本的“電動(dòng)系鏈”以及ESA 的“太空捕捉器”。

美國(guó)科學(xué)家使用分析光譜的方式尋找外星生命

據(jù)騰訊科學(xué)2014年3月11日?qǐng)?bào)道，傳統(tǒng)的光譜分析法可檢測(cè)出系外行星大氣環(huán)境，如果系外行星上存在液態(tài)水，那么它的光譜就會(huì)與眾不同，諸如凌日法這樣的系外行星調(diào)查途徑，有助于發(fā)現(xiàn)系外行星上的大氣組成之謎。近日，美國(guó)華盛頓大學(xué)天文學(xué)家阿米特米斯拉和他的同事公布了一個(gè)新的調(diào)查方法，該技術(shù)依賴(lài)于一種被稱(chēng)為“二聚物”的物質(zhì)，調(diào)查技術(shù)基于系外行星上的大氣分子，通過(guò)這個(gè)方法，科學(xué)家可以發(fā)現(xiàn)諸如氧氣等物質(zhì)是否存在于系外行星的大氣中。當(dāng)一顆行星通過(guò)其恒星盤(pán)面時(shí)，恒星光就會(huì)穿過(guò)其大氣，并在茫茫宇宙中傳播，直到被我們的望遠(yuǎn)鏡所捕獲，在濾光器上安裝特殊的裝置就可以調(diào)查某種特定的二聚物特征，目前科學(xué)家所設(shè)定的調(diào)查對(duì)象為氧氣。如果科學(xué)家觀測(cè)到某個(gè)行星上具有較強(qiáng)的氧二聚體信號(hào)，那么就說(shuō)明這顆行星上的大氣中存在氧氣，非常有可能存在光合作用的生物。但是該方法也有其局限性，需要新的望遠(yuǎn)鏡技術(shù)來(lái)支持，2018年10月發(fā)射的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡將接替目前的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，屆時(shí)將獲得更強(qiáng)大的觀測(cè)能力，可以收集到遙遠(yuǎn)恒星及其行星系統(tǒng)的光譜數(shù)據(jù)，這對(duì)系外生命的調(diào)查而言有著非常積極的意義。

納米復(fù)合材料可提升自充電池性能 存儲(chǔ)容量達(dá)2.5倍

據(jù)中國(guó)科技網(wǎng)2014年2月27日?qǐng)?bào)道，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列《物理世界》網(wǎng)站“2012年度十大科學(xué)突破”，日前在此基礎(chǔ)上，他們通過(guò)在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復(fù)合材料，從而大幅提升了電池的充電效率和存儲(chǔ)容量。相關(guān)改進(jìn)論文刊登在《納米技術(shù)》上。帶領(lǐng)這項(xiàng)研究的美國(guó)佐治亞理工學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林教授介紹，該電池可以在不被插到墻上插座或其他電源的情況下，利用周?chē)h(huán)境中的機(jī)械形變和振動(dòng)，在壓電效應(yīng)下促使鋰離子從陰極向陽(yáng)極遷移，直接為電池充電。這種電池為開(kāi)發(fā)新型便攜式移動(dòng)電源以實(shí)現(xiàn)自供電系統(tǒng)和便攜式個(gè)人電子器件提供了全新的方法。實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，未來(lái)可能會(huì)大大提高電源的利用效率。有別于傳統(tǒng)的電池，研究人員用一種壓電材料代替了分隔兩個(gè)電極的聚乙烯分離器，當(dāng)在外加應(yīng)力下，這種添加了鋯鈦酸鉛（PZT）納米粒子的聚偏二氟乙烯（PVDF）薄膜材料能夠顯著提高存儲(chǔ)容量，達(dá)到原來(lái)的2.5倍。

NASA研發(fā)太空燃料補(bǔ)給衛(wèi)星

據(jù)中國(guó)科技網(wǎng)2014年2月18日?qǐng)?bào)道，目前NASA 的數(shù)個(gè)研究小組已開(kāi)展在軌衛(wèi)星燃料加注的類(lèi)似研究，科學(xué)家使用陸基遠(yuǎn)程機(jī)器人氧化劑轉(zhuǎn)移試驗(yàn)項(xiàng)目中所取得的技術(shù)成果，同時(shí)應(yīng)用基于“國(guó)際空間站”的機(jī)器人加油任務(wù)示范，以試圖開(kāi)發(fā)出能在空間進(jìn)行燃料補(bǔ)給的衛(wèi)星，從而增強(qiáng)地面對(duì)在軌衛(wèi)星的服務(wù)能力。在此之前，科學(xué)家已進(jìn)行了地面衛(wèi)星燃料的轉(zhuǎn)移試驗(yàn)，而且還試圖使用乙醇代替有毒、高腐蝕性的衛(wèi)星燃料。不過(guò)他們認(rèn)為這僅僅是個(gè)開(kāi)始，雖然已經(jīng)在衛(wèi)星燃料的加注上取得了成果，但是不能證明該過(guò)程是安全的，尤其是使用“國(guó)際空間站”作為測(cè)試平臺(tái)時(shí)需要更加小心。在地面上，科學(xué)家通過(guò)機(jī)器人試驗(yàn)如何安全地轉(zhuǎn)移氧化劑，全過(guò)程模擬衛(wèi)星所處的軌道環(huán)境，其中包括了壓力的流量，在此之前從來(lái)沒(méi)有人試驗(yàn)過(guò)此種類(lèi)型的氧化劑轉(zhuǎn)移。

美擬定冒險(xiǎn)太空計(jì)劃 引爆核彈粉碎近地小行星

據(jù)中國(guó)科技網(wǎng)2014年2月17日?qǐng)?bào)道，美國(guó)愛(ài)荷華州研究小組提出一項(xiàng)“極高速小行星攔截器（HAIV）”計(jì)劃，將使用核彈引爆接近地球的小行星。2013年，一顆未被探測(cè)到的直徑約20 m 的太空巖石在俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克上空爆炸，造成約1500人受傷，這次隕石碰撞事件促使科學(xué)家開(kāi)始深入研究小行星引爆技術(shù)。NASA 目前已表示支持這項(xiàng)太空計(jì)劃，盡管核彈爆炸存在著不確定性因素，但這仍是一個(gè)有效策略，研究人員使用基線(xiàn)概念來(lái)解決近地小行星的威脅，小型核彈將在小行星表面形成一個(gè)隕坑，幾毫秒后核彈將在隕坑內(nèi)引爆。如果多數(shù)爆炸碎片的分散速度超過(guò)了小行星逃逸速度，僅會(huì)有少量殘骸碰撞在地球表面。這是一項(xiàng)潛在的突破性進(jìn)展，能夠緩解近地小行星的碰撞威脅。研究小組認(rèn)為，在隕坑中引爆核彈將增至20倍爆炸力，核彈在碰撞形成隕坑幾毫秒之后引爆，有望徹底粉碎小行星。預(yù)計(jì)這一太空計(jì)劃成本為5億美元。

“國(guó)際空間站”將建冷原子實(shí)驗(yàn)室

據(jù)美國(guó)工程網(wǎng)2014年2月6日?qǐng)?bào)道，未來(lái)幾年“國(guó)際空間站”將建成NASA 冷原子實(shí)驗(yàn)室（CAL），它將成為宇宙中最冷的地方。CAL 旨在使科學(xué)家更好地理解量子力學(xué)，它將使物質(zhì)密閉在容積為冰箱大小且溫度在絕對(duì)零度的1×10-10℃范圍內(nèi)的容器中。科學(xué)家們將利用一種被稱(chēng)為“磁阱”的方法給原子降溫，之所以選擇在空間站做此實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)樘窄h(huán)境能夠幫助原子免受重力的干擾影響，從而創(chuàng)造出在地球上所不可能達(dá)到的極端低溫。CAL計(jì)劃于2016年發(fā)射，為了確保按時(shí)交付，該項(xiàng)目將有商業(yè)團(tuán)體參加。

“國(guó)際空間站”擬通過(guò)睡鼠研究人體冬眠

據(jù)日本《每日新聞》2014年2月12日?qǐng)?bào)道，“國(guó)際空間站”計(jì)劃于2015年末開(kāi)啟一項(xiàng)飼養(yǎng)睡鼠的研究計(jì)劃。睡鼠是棲息在日本的一種保護(hù)動(dòng)物，因有冬眠習(xí)性而得名，其在冬眠時(shí)體溫會(huì)下降到接近0 ℃，而蘇醒之后又能立即正?；顒?dòng)?！皣?guó)際空間站”將研究睡鼠在無(wú)重力條件下的特性，以應(yīng)用于人類(lèi)長(zhǎng)期在宇宙空間的生活。科幻電影中通過(guò)人工冬眠來(lái)實(shí)現(xiàn)的星際旅行，可能因?yàn)樾⌒〉乃蠖蔀楝F(xiàn)實(shí)。日本宇宙醫(yī)學(xué)及動(dòng)物行動(dòng)學(xué)專(zhuān)家組成的研究小組表示，由于沒(méi)有重力的負(fù)荷，生活在太空中會(huì)使人的骨密度減小，肌肉逐漸萎縮。因此，在無(wú)重力宇宙空間中長(zhǎng)期生活對(duì)身體產(chǎn)生的影響是目前的一個(gè)巨大課題。日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）計(jì)劃2015年末向“國(guó)際空間站”運(yùn)送小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)裝置，以研究其在無(wú)重力條件下是否冬眠，以及冬眠前后肌肉和骨骼狀態(tài)保持等變化情況。