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2011年世界科技发展回顾航空航天

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来源: 作者: 2019-05-17 02:29:40

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美 国

航天飞机退出历史舞台;奥赖恩航天器进入测试阶段;“好奇”号火星车发射;泡泡宇宙假说被否定;最大最重黑洞记录不断刷新。

毛黎(本报驻美国)1月,科学家发现了人类观测史上最大最重的黑洞,其位于椭圆星系M87的中心,距地5000万光年,重达66亿倍太阳质量。相比而言,银河系中央的大质量黑洞要小它1000倍。而到了12月,科学家发现的两个大黑洞:一个位于狮子座星系团中最亮的星系内,本身质量为太阳质量的97亿倍,距离地球约3.2亿光年;另一个则处于距离地球3.35亿光年的一个椭圆星系里,质量与前者相当或更大。

同是在1月,美国国家航空航天局(NASA)戈达德宇航中心科学家在小行星的陨石样本中发现了氨基酸异缬氨酸,且其在富碳样本中绝大多数以左旋形态存在。鉴于氨基酸对生物体的重要性,以及存在于地球上所有的生物体中氨基酸都为左旋型这一“左撇子地球之谜”。该研究小组认为极可能是小行星岩石将生物原材料带到地球,成为了一项左证“地球生命起源于太空”的新证据。

美国中央时区1月20日下午9点,NASA的纳米帆-D卫星在地球上空650公里处,张开了它近10平方米大小的帆,成为迄今首个绕地球运行的太阳帆纳型卫星。其任务是环绕地球,以验证能否将太阳帆用作一种清理离轨老卫星和太空垃圾的工具。

美国陆军首次试飞了他们高级超高音速武器项目里的一架概念机。这个飞行器利用三级推进火箭发射,到达地球大气层预定轨道后即开始超高音速滑翔,据称其主要作用是为了测试及搜集试飞数据,用于开发今后的超高音速飞行器,即全球即时打击武器。

美国“发现”号、“奋进”号和“阿特兰蒂斯”号分别于2月24日、5月16日和7月8日升空后完成自己的“绝唱”之旅。航天飞机30年历程毁誉参半,航天飞机退役后,美国将暂时依赖俄罗斯“同盟”飞船前往空间站,而政府目前正将希望寄托于私营太空企业。

NASA对媒体展现处于测试中的新型飞船——“奥赖恩”(Orion)航天器,它是美国载人航天事业青黄不接的解救者、原“星座计划”重要组成部分。NASA表示有信心让此型号飞船作长途飞行之用,最早于2019年载人飞往小行星。

斯隆数字巡天项目组(SDSS)的科学家们近期通过对宇宙中14000个类星体进行了研究后,利用这些类星体发出的明光线照亮了星系际空间的氢气物质,制出了1幅迄今最详实的宇宙3D图景。其有希望帮助科学家们对110亿年前的宇宙膨胀速率进行测量,并还可能提供神秘的暗能量的研究线索。

8月,NASA发布了在火星中纬度地区发现液态水存在的环境证据,进一上海61家景点9月12日
步预示火星“可能支持生命”。NASA此次格外体现出科研应有的严谨态度,由于截止到目前,并没有火星上存在液态水的直接证据,即便是有“最大的可能性”,团队认为他们的结论仍只是一个间接推测。

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或现在是不是存在适宜生命生存的环境,美国开始了最大的火星探测行动。11月26日,“好奇”号火星车发射升空,预计于2012年8月在火星着陆,展开为期一个火星年(约687个地球日)的探测活动。“好奇”号称得上目前人类派往火星的最佳科学结晶。

11月,“伽利略”号探测器发回的数据建模显示,虽然木卫二的冰层厚约10千米,但冰层内部可能存在散布深度达3千米的含盐水,水量与北美洲的五大湖相当。液态水向上喷发,使得冰水之间的转换有可能传递了能量和营养物,为生命存在提供条件。而这颗原本就排进“太阳系除地球外最可能孕育生命的五大星球”名单里的卫星,今朝更加备受关注。

利用哈勃太空望远镜,NASA得到了迄今最精确参数,重新计算了宇宙扩张率,结果排除了一种可能代替暗能量的泡泡宇宙假说。这类假说认为,“宇宙以愈来愈大的速率在膨胀”的景象可能是个幻觉。

钱德拉X射线太空望远镜和甚大望远镜拍摄到约3200万年前纺锤星系内一个巨大黑洞吞噬其他天体的天文奇观。这是人们首次在X波段清晰地获取这类图像。

美国和英国科学家成功找到了一颗恒星发出的气体云,并捕捉到了一个巨型黑洞散发出来的光线,同时发现了第一批恒星遗留下来的残骸和1颗正在爆炸的恒星爆炸余波的踪迹,从而弥补了宇宙进化史上大爆炸后和恒星诞生间“缺失的一环”。

12月,开普勒天文望远镜新发现了一颗宜居类地行星,不但是迄今探测到的最小类地行星,且其表面温度是温和的22摄氏度,十分难得。该小行星被命名为开普勒-22b,宽度约为地球的2.4倍,质量据推测应最少小于地球质量的36倍——这个范围意味着,该行星表面可能有很多岩石并可能有水。

英 国

英国航天局正式成立;积极展开国际合作,与欧空局和NASA合作密切;研发对地观测卫星,提出静音飞机概念。

刘海英(本报驻英国)4月1日,英国商业、创新和技能部宣布英国航天局正式成立。新成立的航天局将负责制定国家航天政策与重大预算,对英国所有的民用航空事务进行集中管理。

8月,英国科学技术设施理事会卢瑟福空间实验室圆满结束了为詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)设计制造的照相机和光谱仪的制冷及低温测试。此次测试的中红外线仪器(MIRI)覆盖的波长范围为5微米到28微米,这意味着MIRI可在零下266摄氏度下工作。

9月,英国萨里卫星技术有限公司成功发射两颗对地观测卫星igeriaSat—2 和 NigeriaSat—X,这两颗卫星有望显著提跨越经典高尔夫RLine与音乐行者郝云联袂演绎时尚潮流
升非洲在自然资源管理和灾害支援等领域的能力。

同是9月,英国对地观测仪器中心与8家英国企业及学术机构合作,开始研发用于对地观测的新型卫星技术。

11月,英国剑桥大学研究人员公布的静音飞机概念称,对波音767尺寸大小的飞机,通过采取翼身混合设计,可将其产生的起飞和行进噪声控制在机场边界之内。其最终目标是将飞机的噪声减少25分贝。

德 国

自主发射了“微重力技术试验”(Texus)探空火箭;空中交通系统、飞翼宽体客机研发、碳纤维复合材料(FCK)整体构件制造等方面产生诸多进展。

李山(本报驻德国)3月28日,作为欧盟新飞机概念研究(NACRE)的一部分,德国航空航天中心用先进技术飞机测试系统(ATTAS)对其草案之一的飞翼布局的民用飞机构型进行了测试和评估。该宽体客机能够容纳750名乘客,最大起飞重量达700吨。

3月31日,欧空局(ESA)在德国慕尼黑公布了迄今为止最为详细的地球重力场图谱。完成这项观测任务的GOCE(地球重力场和海洋环流探测卫星)于2009年3月发射升空,其所携的重力梯度仪灵敏度极高,能够探测到10万亿分之一的引力变化,从而使其能够对从山脉到海底的引力差异进行测绘。

5月14日,由马克思普朗克天体物理研究所(MPE)和德国航空航天中心(DLR)等参与研发的欧空局(ESA)赫歇尔太空望远镜陆续公布了一些研究成果,如探测到在一些合并星系中心部位发出的速度高达每秒1000公里的超高速份子喷流等。

7月,欧空局(ESA)万千宠爱于一身的赫歇尔望远镜,在升空两年多后通过观测首次确认,是来自土卫二的水,在土星周围形成一个巨大的水蒸气圆环。

8月,赫歇尔望远镜再次传回捷报:一个国际科研团队在一个恒星新生区附近发现了氧分子,首次确认了氧份子在太空中的存在。尽管科学家们一直知道在太空某些温暖的区域存在着氧原子,但这些家伙就是不愿现身,如今一个令人类长期困扰的一个天文学之谜终究得以破解。

10月4日,欧空局就“欧洲数据中继系统”(EDRS)与阿斯特里姆(EADS Astrium)公司签订了总额为2.75亿欧元的合约。后者将为欧空局设计、交付和运营欧数据中继卫星系统。该系统预计将于2014年开始运行,届时不但可提高欧洲对天基侦察数据的使用效率,还可以提供一个快速、可靠、无缝的电信络。

10月21日,首批两颗伽利略全球卫星导航系统在轨验证卫星成功发射。这两颗卫星已非常接近具有完全功能的导航卫星,具备开发服务、公共管理服务等功能。其重要组成部分包括带氢微波激射器的铷原子钟,可以到达每300万年才相差1秒的精度。欧洲伽利略计划迈出了具有重要意义的一步。

11月27日,德国航空航天中心在瑞典基律纳航天发射场成功发射探空火箭TEXUS 48。重点测试了次级火箭改进燃料供应的新技术。实验使用了液氮(零下200摄氏度)。在6分钟的失重试验中,科学家在微重力下进行液态金属材料的碰撞过程和鱼卵的方向感两个微重力技术实验。

俄罗斯

2011年,俄罗斯人享受了庆祝加加林成功升空50周年的喜悦;但同时也承受了多个航天器坠毁、脱轨、失败所带来的苦涩,俄罗斯航天部门要逆境重生还有很长的路要走。

张浩(本报驻俄罗斯)4月,俄罗斯总统梅德韦杰夫在尤里·加加林太空飞行50周年纪念日表示,“航天领域将是国家最优先的项目之一”,而 “我们不想丧失在这方面的一定优势。”总理普京宣布政府决定从2011年起设立加加林航天奖。

7月13日俄罗斯“联盟-2.1A”型运载火箭将6枚美国“全球星-2”卫星送入轨道,以及用时520天的实验“火星-500” 美满结束。

10月21日,携带两枚欧洲伽利略导航系统卫星的“联盟-ST”号运载火箭从位于南美洲的法属圭亚那库鲁航天中心发射升空,完成了俄罗斯航天部门在非前苏联地区外的首次发射。

但本年度的多起航天事故让俄罗斯引以为豪的航天部门颜面尽失。2月1日,一颗名为“Geo-IK-2”军用卫星发射升空后未进入预定轨道,发射失败。

8月18日,一颗俄罗斯最先进的“Express-AM4”通信卫星发射升空后与地面失去联系,发射失败;同是8月,一架搭载“进步M-12M”货运飞船的“联盟-U”运载火箭点火升空325秒后坠毁,发射失败。普京在卫星发射事故后曾严厉责成俄联邦航天署,要求改变目前的航天器及航天部件的制造监督和验收体系,特别是在发射前的监督和验收体系。

10月20日,一颗“格洛纳斯”卫星导航系统的卫星意外中断工作,脱离正常轨道。

11月9日,俄罗斯近15年来首个深空探测器——“福布斯-土壤”星际站发射升空后未进入预定轨道,发射失败。

法 国

阿丽亚娜5型火箭成功发射两颗通信卫星;伽利略导航系统首批两颗卫星发射升空。

李钊(本报驻法国)欧洲阿丽亚娜5型火箭携带两颗通信卫星,从法属圭亚那库鲁航天发射中心发射升空,其主要为德国、法国和西班牙市场提供服务。该卫星使用寿命约为15年。

欧洲伽利略全球卫星导航系统首批两颗卫星,从法属圭亚那库鲁航天发射中心发射升空。这是由欧盟主导的新一代民用全球卫星导航系统,耗资超过30亿欧元。欧盟将从此具有自己的全球卫星导航系统,进而有希望打破美国GPS导航系统的垄断地位,在全球高科技竞争浪潮中获得有利位置。

法国科学家宣布,他们利用气候模型证实,之前被从“宜居”行星候选名单中剔除的行星Gliese 581d真的能成为生命的“庇护所”。其距离地球仅20光年,虽然重力是地球的两倍,空气中富含二氧化碳,但这颗行星上却有着充满液态水的海洋,也有降雨现象,科学家认为,其环境条件能够支持类地生命生存。首颗太阳系外“宜居”行星的发现对于在宇宙深处搜寻到更多适合生命生存的星球乃至外星生命来讲不啻为一个好兆头。

加拿大

投入巨资发展推力更大、更加省油、寿命更长的轻型飞机发动机;阿尔法粒子X射线分光仪搭载在美国的“好奇号”飞船踏上飞往火星的征程。

杜华斌(本报驻加拿大)加拿大联邦政府和普拉特·惠特尼公司投入10亿加元发展推力更大、更加省油、寿命更长的轻型飞机发动机,投入资金将用于改进民用和军用发动机,包括用于F-35战斗机的发动机部件。

加拿大航天局科学家研制的阿尔法粒子X射线分光仪(APXS)搭载美国的“好奇号”飞船踏上飞往火星的征程。该仪器是加拿大科学家专门为“好奇”号飞船所研制,用于分析在火星上收集的样品,研究人类在火星生存的可行性。该仪器可以在火星上昼夜工作,两到三小时就可以分析出样品的化学组成成份。

日 本

太阳帆飞船“伊卡洛斯号”胜利完成任务;“晓”号金星探测器无法进入预定轨道。

葛进(本报驻日本)日本宇宙航空研究开发机构1月22日,在种子岛宇宙中心利用H-2B火箭成功发射无人补给飞船HTV(鹳)2号机。该飞船在一个星期的时间里,补给飞船与国际宇宙空间站缓缓接近并对接,实现物质补给和转移。

日本宇宙航空研究开发机构日前宣布,世界上第一艘不使用燃料而只利用太阳光粒子实现加速、减速和轨道控制的太空帆船“伊卡洛斯号”,现已成功完成全部实验项目。

该飞船主要担当着对太阳帆各项航行技术的验证,以及确定“太阳电力帆”这种混合动力方式中使用薄膜太阳电池进行发电的可行性。在实验中,飞船成功展开了20米长的太阳帆,并利用太阳帆实现了飞船加速,而薄膜太阳电池也成功进行了发电,预想的各项性能都得到了成功确认。迄今,它已飞行了约5亿公里,通信开始变得有些困难,但地面仍能控制这艘太空帆船,其将继续飞行至2012年3月。

日本“晓”号金星探测器没法进入环绕金星的预定轨道。在靠近金星后,由于其主发动机的喷射实验并未取得预想的推力,使其与金星擦肩而过。

据日本宇宙航空开发研究机构的消息,目前研究人员正在加紧调试,并利用零件在地面试验,以期在4年后再次让其进入环绕金星的预定轨道。

日本将实用型“准天顶”卫星系统作为“日本再生重点化措施”中的优先重点事业。准天顶卫星系统依托于美国GPS系统,但具有精度更高、覆盖死角更少等优点,一直以来都是日本在宇航技术方面发展的重点。

以色列

以空间技术起步的以色列航空航天事业,最初主要用于军事目的,现已广泛拓展到科研、通讯、自然灾害早期预警等多个民用领域。

郑晓春(本报驻以色列)为适应战时需要,以色列军方计划进一步提升空间卫星的实时通讯能力。按计划,以色列将于2013年初发射阿莫斯4通讯卫星,其可收发两种不同频率的电波,覆盖范围触及欧、亚、非等地区,性能比前3颗同系列卫星更强。而目前以色列卫星只有飞临以色列本土时才能下载数据,在信息获取上会有90分钟的延迟。以军方此次提升卫星实时通讯能力,目的就是解决这1问题,实现即便卫星不在以色列上空仍能获得实时图像。

以色列还提出了一个假想:从波音747飞机上发射该国自主研制的“彗星-2”型火箭的方案。根据该方案,“彗星-2”将搭载在一架经过改造的波音747机身下方飞往印度洋,从海拔4万英尺的高空顺地球自转方向发射。以专家称,空中发射不会对卫星轨道交角带来限制,可到达地面发射的两倍,并且能避免地面发射所产生的风险和费用。但也有人认为,这一想法过于“雄心勃勃”,超越了空军的承受能力。

南 非

竞争全球最大射电望远镜项目的努力进入最后冲刺阶段;正式组建南非航天局。

李学华 (本报驻南非)南非竞争平方公里阵列天文望远镜(Square Kilometer Array——SKA)这1全球最大射电望远镜项目的努力进入最后冲刺阶段。SKA董事会将于2012年2月决定最终花落谁家。MeerKAT由80个直径为12米的天线组成阵列,预计在2016年全部完成。

南非于2010年12月9日正式组建南非航天局(SANSA),具体负责《南非国家航天战略》的贯彻实施。目前,SANSA已完成管理架构的组建。2011年9月,南非唯一一颗微型卫星SumbandilaSat在轨运行约两年后突然与地面失去联系。SANSA计划斥资4亿兰特,研制下一颗卫星,如果一切顺利,将在2014年到2015年发射。

韩 国

尽管“罗老”号成为韩国航空航天人心头的痛,但是韩国仍在“无人机”研究领域保持一定的领先地位,同时继续在卫星研发领域苦苦探索。

薛严 (本报驻韩国)11月,韩国知识经济部和韩国航空宇宙研究院公然了“智能无人机”。该飞机机长5米、宽7米,最高时速为500公里,续航时间为5小时,并且能够在200公里外对这架飞机进行遥控操作。

12月,韩国航空宇宙研究院表示,韩国科学技术院(KAIST)正在研制的“科技卫星3号”将于2012年下半年在俄罗斯Yasny发射场发射。该卫星由韩国自主研制,搭载多用途红外线影像系统和小型侦察影像频谱仪,可观测到银河系和大气层。

韩国首枚运载火箭“罗老(KSLV-1)”号预计于2012年发射升空。“罗老”号将搭载的“罗老科学卫星”已完成组装,系统正在试运行中。有关工作预计2012年1月底完成就绪。

乌克兰

在银河系中发现了一个新的行星;改进了世界最大的YTP-2无线电天文望远镜的性能。

程刚(本报驻乌克兰)乌克兰物理学与天文学部的科学家完成诸项成果:提出了一个巨型大气涡旋——如飓风、台风和龙卷风的起源和散布机制;肯定了控制结构材料抗脆性断裂性能的因素;探讨了固体氦非同寻常的玻璃般性能;开发了将磁粉送到膜表面的设计图并取得了专利;在太阳系之外的一个银河系中发现了一个新的行星;改进了世界最大的YTP-2无线电天文望远镜的性能。

乌克兰科学院与俄罗斯科学院卓有成效的合作一直在继续,他们共同发起的国际科学计划“2010—2014厄尔布鲁斯山区(Elbrus Area)天文学”开始已一年。该计划涉及到独联体国家38个领先天文学研究所实行的42个基础、运用型和展望研究项目。

巴 西

“宝瓶”卫星发射成功;计划建立一个新的国家空间机构。

张新生(本报驻巴西)5月29日,在巴西阿尔坎特拉发射中心发射了第二颗中级训练火箭,这是巴西“I-2011中级训练火箭”项目的组成部分。该实验火箭以80度仰角进行发射,飞行高度达到64729米,后以每小时4850公里的速度(相当于音速的四倍)坠落在距基地53000米的海上。此次发射是为预计在2012年和2013年进行“卫星运载工具”的发射作准备。

6月10日,巴西用于研究大洋盐分水平、地球气候和环境变化之间关系的“宝瓶”卫星SAC-D/Aquarius,在美国加利福尼亚州的范登堡基地由德尔塔2号火箭发射成功。

7月,巴西航天署署长提出,要推动一项新的国家空间行动计划,计划将同属科技部的巴西航天署与国家空间研究院合并,建立一个新的国家空间机构,负责推动新的国家空间行动计划。(科技国际部)

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