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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

航天(2016 年 4 月 D)  

2016-04-19 07:40:37|  分类: 航天 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国到太空探索更清洁燃煤(2016 4 11 日参考消息)

北京飞控中心6年将迎20余次重大航天任务(2016 4 11 日科技日报)

美国“龙”飞船携充气舱抵达国际空间站(2016 4 11 日科技日报)

高凤林:在火箭发动机上焊出一片天(2016 4 11 日科技日报)

“狂人”马斯克:我只想把事情搞定(2016 4 11 日科技日报)

“猎鹰”成功飞回,问题依旧多多(2016 4 11 日中国科学报)

空间站迎来首个充气太空舱(2016 4 12 日参考消息)

土耳其拟建航天局(2016 4 12 日参考消息)

美投资二维宇宙飞船清理太空垃圾(2016 4 12 日科技日报)

“实践十号”为何搭载小鼠细胞去太空(2016 4 12 日科技日报)

充气式太空舱:未来太空基地的雏形(2016 4 12 日科技日报)

美企拟将“巨型”居住舱送往太空(2016 4 13 日参考消息)

背景资料:国际载人航天日(2016 4 13 日光明日报)

“猎鹰9”号 运载火箭完美回收(2016 4 13 日上海科技报)

实践十号为人类生活造福(2016 4 13 日上海科技报)

美企联手打造“太空旅馆”(2016 4 13 日新民晚报)

 


参考消息 2016 4 11

中国到太空探索更清洁燃煤

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 4 11

北京飞控中心6年将迎20余次重大航天任务

本报记者 付毅飞

“长征七号”首飞、“天宫二号”发射、神舟十一号载人飞行……2016年中国航天好戏连台。北京航天飞行控制中心主任陈宏敏此间向记者介绍,从今年开始到2022年这6年时间内,中心主要将连续执行载人航天工程、探月工程以及自主火星探测任务, 总数达20余次,年均近4次,对中心的多任务并行准备实施能力提出很高要求。

作为我国载人航天工程和探月工程的指挥控制中枢,北京飞控中心今年3月刚满20周岁。1996年,在北京远郊西北旺镇的一片荒芜之中,创业者们垒起第一块砖,敲下第一行代码。仅用3年时间,建起了功能完善的飞控软硬件系统。2003年,杨利伟驾乘神舟五号飞船遨游太空。该中心成功调度10多个地面测控站以及3艘远望号测量船,为航天员保驾护航。此后该中心突破掌握了航天员出舱活动指挥、伴星绕飞控制、天基测控资源使用等关键技术。

2004年我国探月工程全面启动,该中心科技人员历时3年,成功突破地月转移轨道控制、月球卫星精密定轨等关键技术,控制嫦娥一号卫星实现绕月飞行和观测,并受控撞击月面丰富海区域,获取了丰富精确的科学数据。2010年,嫦娥二号卫星发射升空。该中心绘制了全新轨道,使它直接飞向月球,节约了大量燃料。嫦娥二号在完成预定的月面成像任务后开展多项拓展试验,至今已超期服役近5年,飞到距地球1亿公里以外的深空。

“十二五”期间,天宫一号目标飞行器与神舟八号、神舟九号飞船开展多次自动和手控交会对接,神舟十号航天员首次进行太空授课,嫦娥三号探测器着陆月球、“玉兔号”月球车在月面巡视勘察,嫦娥五号再入返回试验飞行器绕月飞行后重返地球……北京飞控中心一次次圆满完成任务。

谈及后续主要任务,陈宏敏介绍说,在载人航天方面,今年9月、10月我国将连续发射天官二号空间实验室、神舟十一号载人飞船,考核空间站阶段的交会对接和载入飞船返回技术,以及航天员中长期驻留飞控支持技术。20174月执行天舟一号货运飞船任务,验证货物运输系统相关技术,开展推进剂补加、快速交会对接等试验。目前北京飞控中心已初步完成了飞控实施方案制定、软件系统开发测试,开展了大量联调联试工作,基本具备任务执行能力。从2018年开始,该中心将连续执行空间站核心舱、实验舱、货运飞船、神舟飞船等10余个航天器的飞行控制任务。2022年我国载人空间站建造完成后,中心还将承担长期运营管理任务。

在探月工程方面,2017年底,我国计划发射嫦娥五号探测器,该中心将控制探测器在月面软着陆,完成样品采集后,控制月面采样样品返回地面预定区域。目前该中心正在紧锣密鼓地开展各项任务准备工作,计划在今年8月份初步完成方案编写和飞控系统开发测试。2018年左右,该中心将执行嫦娥四号任务, 控制嫦娥四号探测器在月球背面南极地区着陆。

在深空探测方面,该中心将于2020年左右执行自主火星探测任务,完成火星全球遥感和着陆巡视勘察的任务目标。

陈宏敏表示,今后几年是北京飞控中心创新发展、制胜未来的关键时期。中心后续承担的任务密度之高、难度之大、状态之复杂前所未有。未来任务面临“新火箭、新发射场、新飞行器、新任务平台”形势,将使用长征五号、长征七号两型新一代火箭,首次启用新建的海南发射场,空间站核心舱、实验舱,货运飞船,嫦娥四号、嫦娥五号探测器、月球中继卫星、火星探测器等全部为新研型号。为此该中心将使用全新研制的第三代软件,建设完全自主可控的飞控任务系统。

(科技日报北京410日电)

 


科技日报 2016 4 11

美国“龙”飞船携充气舱抵达国际空间站

新华社华盛顿410日电 (记者林小春)经过两天的飞行,美国太空探索技术公司的货运“龙”飞船10日抵达国际空间站,带来了首个试验性充气式太空舱,这被视为未来人类探索遥远太空的栖息地雏形。

美国东部时间723分(北京时间1923分),国际空间站内的欧洲航天局宇航员蒂姆·皮克在美国宇航员杰夫·威廉斯的帮助下,使用空间站的机械臂抓住了逐渐接近的“龙”飞船。

两周前,美国轨道ATK公司的“天鹅座”飞船已与国际空间站对接。因此,“龙”飞船的抵达意味着两艘美国商业货运飞船首次同时与国际空间站对接。

除了这两艘美国飞船外,国际空间站上还对接着俄罗斯的两艘载人飞船和两艘货运飞船,因此目前在该空间站上“停泊”的航天器数量再次达到其最高纪——6个。上一次国际空间站同时接纳6个航天器是在2011年,当时尚未退役的“发现”号航天飞机访问了这座空间站。

在“龙”飞船携带的3.2吨物资中,最受关注的是美国私营航天企业比格洛航天公司与美国航天局合作研制的充气式太空舱——“比格洛可展开活动模块”。这个太空舱重约1.4吨,起始大小为直径2.36米、长2.4米。充气后会膨胀至直径3.2米、长3.7米,内部空间16立方米,与一个小型卧室大小相当。

“比格洛可展开活动模块”将成为国际空间站上第一个充气式太空舱,两者将对接两年。在此期间,空间站宇航员每年会进入其中三四次,以收集数据并评估其状态,但不会在这个充气舱内居住。

美国航天局说,充气舱在运载火箭内占用的空间小,但膨胀后可供生活与居住的空间较大,有可能成为将来为深空探索服务的人类栖息地雏形。此次是充气式太空舱首次在空间站上进行实地试验,研究人员将评估其防范宇宙辐射和太空垃圾撞击的性能。

按计划,这个充气舱将在5天后从“龙”飞船上卸下,然后与空间站的“宁静”号节点舱对接,在今年5月底开始充气膨胀。

除了这些物资外,“龙”飞船还运来一些科学实验材料,将帮助科学家研究在失重环境下的肌萎缩与骨质疏松,了解纳米尺度下粒子流在太空的相互作用,分析蛋白质晶体在太空的生长速度以设计新药。

“龙”飞船将与国际空间站对接至511日,之后将携带从空间站内运出的约1.6吨物品返回,并借助降落伞落入加利福尼亚海岸以西的太平洋海域。

这是太空探索技术公司的“龙”飞船第八次向国际空间站运送物资,该公司在去年6月第七次为国际空间站送货时发生火箭爆炸事故,此后其货运任务暂停。

 


科技日报 2016 4 11

高凤林:在火箭发动机上焊出一片天

本报记者林莉君

在他的手中,焊枪是针,弧光是线,他追寻着焊光,在火箭发动机的“金缕玉衣”上焊出了一片天。

329日,第二届中国质量奖颁奖现场,焊接火箭发动机的首都航天机械公司高级技师高凤林,作为唯一的个人奖项获得者走上领奖台。他说:“这是对航天事业取得卓越成果的高度肯定,是对航天人不懈追求万无一失、尽善尽美的激励,更是对技能工人扎根一线,以工匠精神打造中国制造品质的鞭策。”

在航天领域,高凤林被誉为“金手天焊”。这不仅因为早期人们把比用金子还贵的氩气培养出来的焊工称为“金手”;还因为高凤林焊接的对象十分金贵,是有火箭“心脏”之称的发动机;更因为他在火箭发动机焊接专业领域达到了常人难以企及的高度。

高凤林告诉记者:“初入航天大门,师傅就给我讲述航天产品质量的重要性,并将航天质量理念耳濡目染地传承给我,我一直铭记在心。”

焊接这个手艺看似简单,而在航天领域,每一个焊接点的位置、角度、轻重,都需要经过大脑缜密的思考。为了确保焊接产品质量,高凤林不断练习基本功,吃饭时习惯拿筷子比划着焊接送丝的动作,喝水时习惯端着盛满水的缸子练稳定性,休息时举着铁块练耐力,更曾冒着高温观察铁水的流动规律,日积月累地积攒过硬的技能,为产品质量奠定坚实的基础。

上世纪90年代,为我国主力火箭长三甲系列运载火箭设计的新型大推力氢氧发动机,其大喷管的焊接曾一度成为研制瓶颈。火箭大喷管的形状有点儿像牵牛花的喇叭口,是复杂的变截面螺旋管束式,延伸段由248根壁厚只有0.33毫米的细方管通过工人手工焊接而成。全部焊缝长达近900米,管壁比一张纸还薄,焊枪停留0.1秒就有可能把管子烧穿或者焊漏,一旦出现烧穿和焊漏,不但大喷管面临报废,损失百万,而且影响火箭研制进度和发射日期。高凤林和同事经过不断摸索,凭借着高超的技艺攻克了烧穿和焊漏两大难关。保证了这一新型号大推力发动机的成功应用,使中国火箭的运载能力得到了大幅提升。

每每有新型火箭型号诞生,对高凤林来说,就是一次次技术攻关。30多年来,130多枚长征系列运载火箭在他焊接的发动机的助推下,成功飞向太空。这个数字,占到我国发射长征系列火箭总数的一半以上。

今年9月前后就要进行首飞的长征五号运载火箭,其发动机的焊接也是高凤林和团队成员的杰作。高凤林焊接的长征五号火箭发动机的喷管,仅一个喷管上就有数百根几毫米的空心管线。管壁的厚度只有0.33毫米,高凤林需要通过三万多次精密的焊接操作,才能把他们编织在一起,焊缝细到接近头发丝,而长度相当于绕一个标准足球场两周。

“科学家做梦,工程师做图,技能人员做工。任何一个伟大的发明,都离不开技能工人的制造来实现。我们作为工人,作为技师,不仅仅要有一门好手艺,还要有丰富的知识、高理论支撑,好的工匠,应该是‘制造’和‘智造’的结合。” 高凤林说。

如今,高凤林正带领他的团队围绕重型发动机的新装备、新技术、新工艺、新材料开展焊接技术攻关。未来将进行机器人焊接自动化系统功能开发,实现全过程监测技术、视频控制技术、仿真模拟技术在新型发动机推力室、喷管等复杂空间结构上的应用。

 


科技日报 2016 4 11

“狂人”马斯克:我只想把事情搞定

杨 骏

电动汽车制造商特斯拉日前宣布,到2017年才能投产的纯电动车特斯拉Model  3,接受预订才3天,订单就已达27.6万辆,总价已超过百亿美元。消息一出,震动整个汽车业。

谈起这一成绩,就回避不了一个人——埃隆·马斯克。对,又是他,特斯拉公司的首席执行官。公司虽连年亏损,他却总是能让投资人看到希望,并心甘情愿继续投入。他还是制造猎鹰9号火箭的太空探索技术公司的创始人,经受多次发射失败却依然执着。

有人说,主打“平民”价格的Model  3,其销售创造奇迹多亏了马斯克营销有方。但单靠开发布会、讲段子,苹果公司革不了诺基亚的命,马斯克也掀不翻德美日韩各大车系的巨头。特斯拉在技术方面,也可圈可点。

特斯拉公司技术上并非无所不能,它的电动车用的是LG和松下的电池,但电池匹配系统的创新却是特斯拉一大技术特色。特斯拉在液态锂离子电芯的配套控制等方面做到大规模集成。在电机大功率和小型化方面做得极为突出,因而大大减少了车重,增加了续航里程。这使其新能源车的总体性价比极为突出。

一些人虽然赞赏马斯克对技术的执着,但对马斯克在航天以及电动车领域不断“烧钱”感到担忧,而特斯拉日前集资50亿美元在内华达州建高技术电池厂,更被称为一次“豪赌”。

“去他的乐观悲观,我只想把事情搞定”,去年美国《连线》杂志就多次航天发射失败采访马斯克时,他就曾这样回答。这或许也可解释为何特斯拉公司仍在亏损,但马斯克研发电动车劲头依然十足。

成功也好,失败也罢,马斯克在技术上的“异想天开”,总能让全球屏住呼吸。

此君兴趣颇为广泛,曾说要在火星退休,正把电动车卖到全球,还希望全球能源靠他的“特斯拉能源墙”拯救。他创立的贝宝公司曾率先改变了全球支付方式以及商业模式;他用特斯拉电动车重新定义了电动车概念;他的太阳城公司创造了全新的太阳能安装产业模式;他的太空探索技术公司空前颠覆了航天传统,揭开了商业航天时代的序幕……

天上飞的,地上跑的,互联网里用的,20多年来,似乎他都找到了商业和技术上的可行办法,因而被媒体誉为乔布斯之后硅谷的新偶像。

为何总是马斯克在各类突破里拔得头筹?

周围的人评价马斯克时说,他对这个世界想要什么、需要什么保持深深的、强烈的好奇心,因而鼓动所有人拼命工作,并且他敢于在别人不敢涉猎的领域冒险。而过程中的失败是家常便饭,但他初心不改。

“在做一件事的时候只要有10%的成功率就去做”,2015博鳌亚洲论坛早餐会上,马斯克曾这样说道。

用狂想式的预见性来说服投资人,用执着和任性对待每次的失败,而对技术细节的苛刻,保证了产品的优秀,这或许就是马斯克的三板斧。

极度的成功也源自极端的个性,马斯克前妻贾斯汀对他的评价倒是入木三分:“极度的成功和你所认为的‘成功’有所不同。这类人往往与社会格格不入,曾被迫以一种特别具有挑战性的方式体验这个世界”,她接着说,“其他人会认为他们有些发疯了。”

马斯克“发疯”了吗?他的大胆、执着、对细节的苛刻,让人惊讶。而他的“狂想”还有许多:电动飞机、四千颗卫星联网、超高速火车……任何一个“狂想”如果成功,都足以震撼世界。

请不要嘲笑狂想,上世纪八十年代,联合国教科文组织一个会上,一个专家向与会代表介绍互联网概念时,还被嘲笑为异想天开。乔布斯推出iPhone手机之初,还被称为必死无疑。可后来,大家都看到了。未来技术不一定都必然由狂想引领,但非常需要几个不怕失败的“狂人”。

(据新华社)  

 


中国科学报 2016 4 11

“猎鹰”成功飞回,问题依旧多多

本报记者 郭爽

北京时间49日凌晨443分,美国太空探索技术公司(SpaceX)在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功发射“猎鹰9号”,并实现了在大西洋上回收一级火箭。

这是人类历史上首次完成海上火箭回收的任务,也是该公司尝试的第五次海上回收。

接受《中国科学报》记者采访时,专家表示,试验者不懈努力的精神值得学习,但回收后海水对火箭的影响、回收火箭是否可以使用、费用是否划算等问题值得关注。

与陆上回收相比,海上回收平台(驳船)甲板面积很小,回收对火箭落点精度要求非常高。另外火箭垂直返回海面,对姿态控制要求较高,复杂海况如天气、海浪等也会对火箭着舰稳定产生影响,但海上也有陆地不具备的优势。

“火箭回收的垂直落点正好落在海上,所以海上回收使火箭发射后无须掉头飞回陆地,因此可以节省燃料,控制成本。”中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪在接受《中国科学报》记者采访时表示。

但海上回收面临海水腐蚀的问题。一位不愿意透露姓名的专家表示,火箭回收完全可以直接落在海面上,打捞后继续使用即可。但是这几次回收都要求回收到甲板上,目的是避免海水腐蚀,减少维修费用。

“但是,海面上的湿度、环境与甲板上的环境并没有本质的区别。其中的电器等设备还是会受到影响。”龙乐豪说。

特斯拉CEO伊隆·马斯克在新闻发布会上表示,SpaceX首先将回收的火箭焊接在海上平台的甲板上,使其稳定。随后,海上平台将火箭运回港口,上岸后,SpaceX将进行一系列测试,检查引擎是否还能工作。

由于海水的腐蚀,火箭回收后一样需要清洗、烘干等维修,这些费用与新造火箭的费用到底有多大差别,还需进一步的核算。

至于复用火箭的发射费用会比之前降低多少,SpaceX总裁兼首席运营官格温·肖特维尔表示:目前精确确定复用火箭会降低多少费用还为时过早,但是一级火箭燃料费用不到100万美元,而一级火箭回收后整修开支约300万美元,那么回收后再发射的费用降低30%是可行的,发射费用可降至4000万美元。

如果不回收火箭,SpaceX目前的发射费用为6000万美元。然而,20年前龙乐豪团队制造的火箭发射费用已经达到5000万美元。SpaceX所列出的节约开支的数据使中国科学家产生怀疑。专家表示,这些数据只是SpaceX公司单方面公布的数据,是否可以做到,还需拭目以待。

“火箭回收之前,航天飞船的回收实验也进行过多次,理论上可以降低费用75%,但最终都以失败告终。”龙乐豪坦言,SpaceX公司是一家企业,这类实验虽然对火箭事业有一定的贡献,但个人认为有炒作之嫌。

“对于此次实验的成功我们一定要重视,但不要反应过度。”龙乐豪说。

 


参考消息 2016 4 12

空间站迎来首个充气太空舱

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


参考消息 2016 4 12

土耳其拟建航天局

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


科技日报 2016 4 12

美投资二维宇宙飞船清理太空垃圾

科技日报北京411日电 (记者刘园园)美国国家航空航天局(NASA)将投资研发二维宇宙飞船,这种航天器使用特殊的二维薄膜材料制成,可以包裹住太空垃圾并使其离开轨道。

二维宇宙飞船的推进剂以液体形式储存在两片薄膜之间宽度为10微米的缝隙中。一个大小为1平方米的二维宇宙飞船重量约为35克,因此这种宇宙飞船将大大降低太空发射的成本。

NASA官网消息,这一项目是NASA创新先进概念计划(NIAC)筛选出的13个研究方案之一。NASA创新先进概念计划旨在资助研发利用最前沿技术的革新性系统。

其余入选的研究方案还包括:对微生物进行编程,使其可以在火星环境中回收和打印电子器件;使用计算成像技术追踪太阳系外光学强度的变化,以探测遥远天体的“回声”;设计以核能为动力的冥王星探测器和着陆器。

NASA创新先进概念计划的第一阶段将支持入选研究方案的初步定义和概念分析,预计在9个月内对每个研究方案各投入约10万美元。如果可行性研究顺利通过的话,研究方案提出者可以继续申请第二阶段的资金支持——最高可获得50万美元的经费进行为期两年的概念研究。

今年入选的研究方案很多属于行星探索和机器人研发领域,有潜力为未来的太空探索任务带来革命性影响。如果这些概念研究取得突破,NASA或将加速实现探测火星和小行星等外太空探索目标。

NASA官网称,这项计划由NASA空间技术任务理事会资助,其最终目标是与全美国范围内具有前沿思维的科学家、工程师和民间发明家密切合作,以保持美国在航空航天领域的领导地位。NASA空间技术任务理事会副署长史蒂夫·尤尔奇克表示,NASA将继续重视早期的概念研究以助力未来的太空探索任务。

 


科技日报 2016 4 12

“实践十号”为何搭载小鼠细胞去太空

——专家解读定量研究辐射对基因组稳定性的影响

本报记者  李大庆

6日凌晨升空的实践十号返回式科学实验卫星,搭载了一项科学实验:空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究。这项研究通过三种对比实验来研究空间辐射对基因组的影响。

中科院生物物理所杭海英研究员的一项实验就在实践十号卫星上。他正期待着几天以后返回地面的小鼠细胞能带给他期望的结果。11日晚,杭海英接受了科技日报记者的独家专访。

“空间环境中的高放射性辐射和微重力是人类空间活动面临的两个有害因素,必须对其作出客观评估,并据此寻找到恰当的应对方法才能保证人类长期空间活动的顺利进行。”杭海英一语道破了其实验的最终目的。他和团队设计了太空实验,以哺乳动物的细胞为样本,定量研究空间辐射对基因组稳定性的改变情况,为将来开发更灵敏的空间辐射生物学效应检测方法奠定基础,并为太空辐射的风险和防护研究提供新的基础数据和检测手段。

杭海英团队的科学实验是要通过三种对比开展研究。

第一种对比。卫星上携带了小鼠的细胞,这些细胞分为两类,一类是正常的小鼠细胞,一类是有缺陷的小鼠细胞。杭海英说,这些有缺陷的细胞就是基因组不稳定、容易受损伤的细胞。团队希望通过正常细胞和有缺陷细胞在太空环境下改变的对比,了解微重力和高辐射环境对细胞的影响情况。

第二种对比。将两组小鼠细胞受微重力和高辐射影响的时间分别选定为一天和五天,对比两种情况下的影响情况。在此前,杭海英在地面上做模拟实验发现,在一天的微重力环境下,细胞损伤极大,但在五天的微重力环境下,细胞的损伤并不是累加的,它反而有了一个缓慢的恢复过程。团队想通过小鼠细胞的太空微重力之行,查验一下模拟条件下的实验是否准确。“如果结论与地面上是一致的,那么将来就可以考虑,让航天员在细胞损伤较大的第一天通过药物预防,而之后则不需天天补药。”杭海英说。

第三种对比。在太空微重力环境下做小鼠细胞实验,在地面上也做相应实验,从对两者的分析中找出微重力和辐射环境对小鼠细胞的影响,研究地面模拟环境下基因组稳定性改变的机制,从而深入探讨空间环境对细胞基因组稳定性的影响及其机制。

杭海英认为“空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究”是一项创新性的研究。他说:“关于高辐射对生命的伤害早已有定论,但是在微重力和高辐射双重条件下,二者对生命的损害是简单叠加的吗?或者是超叠加的?我们希望通过实验得出结论,希望发现差异表达的基因,并对此基因做进一步的功能验证,以获取新的空间辐射敏感标志生物分子。”(科技日报北京411日电)  

 


科技日报 2016 4 12

充气式太空舱:未来太空基地的雏形

本报记者王小龙

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

国际空间站上的充气式太空舱(效果图)

 

美国太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船于10日到达国际空间站。这次“快递”来的3.18吨物资中,最受关注的无疑是那个能在太空中膨胀变大的“房间”——毕格罗可扩展式活动模块(BEAM)。作为国际空间站上的首个充气式太空舱,BEAM意义非凡,如果试验成功,它极有可能成为人类未来太空基地的基本形态。

省钱又省地的“大气球”

研发毕格罗可扩展式活动模块的美国毕格罗宇航公司称, BEAM一词有光束、光线的意思,代表着该太空舱能像光束一样扩展,像光一样轻盈。

这个看起来像个大气球的家伙,重达1.4吨。由铝和可折叠的特殊面料制成,在飞行时会被压缩起来,形成一个长2.4米、直径2.36米的“大包裹”。与空间站对接后,长度和直径分别会增加到3.7米和3.2米,内部空间将从3.6立方米扩展到16立方米,与一间小型卧室大小相当。

美国国家航空航天局(NASA)称,这个充气舱将由空间站上的机械臂从“龙”飞船上卸下,并与空间站上的“宁静”号节点舱对接,在今年5月底开始充气膨胀。为了保证国际空间站和宇航员的安全,整个膨胀过程将会非常缓慢,并全程处于监控之下。

与金属制成的传统太空舱相比,充气式太空舱的优势是体积小、重量轻、造价也更为便宜。由于在运输的过程中可大幅缩小体积,这种太空舱能为火箭省出大量的空间,这也意味着可以节省燃料和降低发射成本。

国际空间站最安静的房间

按照计划,BEAM将会在空间站上停留两年,在此期间,宇航员每年会进入其中数次,安装仪器设备、收集数据并对其状态做出评估,但不会在这个充气舱内居住。

据了解,该太空舱中由于加入了特殊的保护层,不但能抵挡太空碎片的撞击,还能比空间站上的其他舱体更安静。BEAM或将成为目前国际空间站上“最安静的房间”。

NASA在国际空间站的副手乔·蒙塔尔巴诺说,充气舱除了一些必要的监控设备外,不会安装其他设施。因此,相对于空间站上的其他舱体,会显得十分宽敞和安静。“对宇航员来说,这可能是个会让他们感到放松的地方。”

安全性与普通太空舱无异

看到“充气”二字,相信很多人会觉得极不靠谱。冰冷的太空中,危机四伏,一个小小的太空垃圾或陨石碎片就能酿成大祸。去年7月,国际空间站险遭太空垃圾袭击,三名宇航员被迫匆忙躲进逃生舱避难的一幕犹在眼前。宇航员能放心将“小命”交给这个“大气球”吗?

毕格罗宇航公司创始人罗伯特·毕格罗对此充满信心。他表示,BEAM采用了多层韧性材料以及专门的“微陨石与轨道碎片防护层”,完全能够达到金属圆筒组成的国际空间站一样的强度。

NASA派驻BEAM的项目经理拉吉布·达斯古帕也证实了这种说法。他说,BEAM已经被证明在防御空间碎片撞击时,具有与金属材料相当甚至更好的性能。达斯古帕说:“铝罐是过时的。低地球轨道外,太空辐射会对生活在铝制太空舱中的宇航员带来健康风险。所以,可以说充气式太空舱空间更大、更便宜也更为安全,从长远看,也有望服役更长的时间。”

达斯古帕还指出,在国际空间站环境下测试BEAM是其完成测试环节、早日具备载人条件的关键一步。要满足NASA在安全方面提出的众多苛刻要求,BEAM系统未来还将经历更多严格的测试与考验。

人类未来太空基地的雏形

虽然这次测试只在国际空间站上进行,但NASA认为,这种可扩展式结构或许是一项帮助人类实现火星之旅的关键技术。因为充气式太空舱成本低廉、重量和体积更易控制,尤其适合耗时更长的深空飞行任务。在那样的飞行任务中,宇航员们将需要更多空间来存放补给,也需要更多空间进行工作、生活甚至娱乐。

为此,NASA还与毕格罗宇航公司签署了另外一项合同,目的是检验该公司研制的B330充气模块能否在未来开展的月球乃至火星探索任务中发挥作用。

如果把BEAM比作一间小卧室,那么B330绝对可以称的上是一套豪宅。它将不仅仅是一个实验性的舱体,而是一艘功能完整的航天器。其内部空间将达到330立方米,与一辆大巴车相当,将安装有太阳能电池和热辐射片、半私人床位、一个零重力厕所、4个窗户和两套控制推进系统,足够6个人在里面舒适生活。该系统将有望用于建造月球基地和太空酒店。

毕格罗说:“这(BEAM的发射和对接)不仅是我们公司的一次历史性事件,还可能改变人类太空栖息地的形态。”他希望能在2020年前后将B330发射升空。

(科技日报北京411日电)

 


参考消息 2016 4 13

美企拟将“巨型”居住舱送往太空

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


光明日报 2016 4 13

背景资料:国际载人航天日

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


上海科技报 2016 4 13

“猎鹰9”号 运载火箭完美回收

本报记者 王毅俊

北京时间49日,经历4次失败的尝试后,美国太空探索技术公司(SpaceX)终于实现了火箭的平稳着陆,它的“猎鹰9”号运载火箭在将货运飞船送入太空后,一级火箭垂直降落在海上平台。这意味着,这项具有跨时代意义的技术将让火箭摆脱“消耗品”的角色,此后发射火箭的成本可降低30%以上。SpaceX公司的“猎鹰9”火箭曾于去年12月在卡纳维拉尔角空军基地实现首次陆地回收,但海上着陆却历经波折,该公司先后在20151月、20154月、20161月和3月经历了4次惨痛失败。SpaceX创始人埃隆·马斯克表示,这是该公司探索火箭可重复利用技术的一个重要里程碑,是人类迈进宇宙的一大步。就这一技术,记者采访了上海航天专家赵金才。

为何专情于海上回收

北京时间49日早晨443分,“猎鹰9”火箭搭载“龙”飞船从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。这一次SpaceX将回收火箭的地点设置在距离发射场以东约300公里大西洋上的一艘无人船上。约10分钟后,第一级火箭与飞船分离,分离后的火箭在空中打了个弯后,稳稳降落在无人船上,与船正中心位置仅有很小偏差。

船上比地面着陆场面积更小,并且受到海浪等影响,通过海上平台回收火箭应该更困难。那么,SpaceX为何要专注于通过海上平台回收火箭?上海航天专家赵金才介绍说,通过海上平台回收的最主要原因在于燃料。不同类型的着陆技术需要不同量的燃料。火箭通常不会垂直升入太空,随后按原路线返回。因此如果希望在地面着陆,那么火箭需要飞行更长距离,这意味着需要携带更多燃料。如果通过海上平台着陆,那么SpaceX可以在计算后将海上平台提前置于最理想的位置,“捕捉”飞回的火箭。这将大幅减少火箭的飞行距离和所需的燃料,携带的燃料能用在更重要的降落减速上,既增加成功率又节约成本。SpaceX公司的最终目标是在陆地完成三分之一的火箭回收,其余均通过海上平台完成。

有网友表示,火箭回收完全可以直接落在海面上,打捞后继续使用即可。美国这样做是否多此一举?赵金才认为,回收都要求回收到甲板上,目的是避免海水腐蚀,减少维修费用。受到海水冲击和海水腐蚀,火箭的推进器很容易发生损毁,火箭所有设备中造价最贵的就是推进器,如果损坏,通过回收火箭节约发射成本的意义就不大。

未来仍然可能面临失败

关于“猎鹰9”火箭重复使用的“经济账”,SpaceX此前笼统地宣称回收一级火箭能使发射成本降低80%。近日该公司公布了较为具体的数字:如果将一级火箭重复使用一次,能降低30%的成本。

赵金才表示,“猎鹰9号”火箭的制造成本为6000万美元,但燃料只需20万美元。如果回收的火箭不需要全面保养翻新即可重新使用,那么这样的火箭回收将可以节约巨额制造成本。

马斯克在成功回收火箭后表示,“猎鹰9”火箭可能被重复使用到额外的1020个任务中,稍加翻新,该火箭有望能支持100次发射任务。如果一切顺利,他们希望在5月或6月用同一支火箭重启发射任务,最终将火箭从着陆到重飞的时间缩短到数周以内,让此前“一次性”的第一级火箭实现多次重复使用。他表示,火箭可重复使用很重要,但可能还要再过上几年才能有效地做到这一步,在这期间仍将会见到一些失败。

创新要容许失败

赵金才坦言,通过火箭实现低成本发射是全世界追求的目标,包括我国在内的多数国家都在探索这方面的技术,只是这次美国又走在了前面。这与美国的创新环境有很大的关系。

冷战时期,美国和苏联大力发展航天技术。冷战结束后,美国航天经费预算大幅削减,大量设施闲置,许多研发人员面临“下岗”。为了解决产能过剩、降低航天成本,NASA开始与私营企业合作,实现了技术、设施和人才的转移。如今全球闻名的SpaceX、蓝色起源、轨道科学、内华达山脉、维珍银河等公司,就是众多企业竞争后产生的代表。与美国不同,我国航天科技正处于快速发展期,主要以政府订单为主。

举国体制的航天工业固然有其优越性,但长期以来的封闭式研发创新,也有不少弊端。赵金才表示,航天事业本身就是高风险的行业,拿火箭发射来说,火箭上千千万万个零件中的一个出故障就可能导致发射的失败。像SpaceX那样在海上回收火箭试验中“屡败屡战”的故事,在许多国家几乎是不可想象的。政府出资研发航天技术,很难接受多次失败。

 


上海科技报 2016 4 13

我国首颗微重力科学实验卫星实践十号近日发射升空。实践十号将在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验,力争取得重大科学成果。实践十号于20121231日正式立项,是我国空间科学先导专项首批科学实验卫星中唯一的返回式卫星,也是单次开展科学实验项目最多的卫星。

实践十号为人类生活造福

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

上天要干哪些“大事”?

6138分,搭载着19个“特殊乘客”的实践十号返回式科学实验卫星开始了为期15天的太空之旅。

19个“特殊乘客”就是装载在卫星内部的19个实验载荷,它们会在太空利用地球上没有的微重力实验环境完成19个创新实验,涉及28项科学实验任务。实践十号卫星工程常务副总指挥吴季说,这些实验具有很强的潜在科研意义和应用意义。

大事一:小鼠胚胎细胞在太空如何生长发育?

随着人类走向太空,未来,哺乳动物能在太空正常繁衍吗?

为了回答这个疑惑,实践十号把小鼠早期胚胎带上了太空。它能否在空间环境下正常分裂、发育?其发育过程与地面有哪些不同?

“我们以小鼠细胞胚胎为研究对象,对其进行培养并显微实时跟踪观察,看它在微重力环境中能否继续分裂到8个细胞、16个细胞……观察在微重力情况下,哺乳动物胚胎能否和在地球上一样正常发育。”中科院动物所研究员段恩奎说。

这一次,中国将利用返回式科学实验卫星,以小鼠早期胚胎为研究对象,通过研究太空环境对哺乳动物早期胚胎生长发育的影响,揭示空间环境条件下动物早期生命活动规律,为未来长期太空飞行中保障人类生殖发育健康提供科学依据。

大事二:向太空火灾事故说“不”

载人空间飞行过程中,存在多种威胁航天器和航天员安全的潜在风险,其中航天器舱内火灾事故是最严重的一种。这次“实践者”要做的另一件“大事”,就是为今后载人空间飞行探索更安全的防火规范和材料选用、使用规范。

这次实践十号计划开展的“导线绝缘层着火实验”和“典型非金属材料着火实验”,会在特殊的设备中通过大电流发热或加热丝进行引燃,观察微重力条件下特定材料的着火和燃烧特性,了解环境流动、氧气浓度和材料形状等因素对火焰传播的影响规律,并与重力条件下的燃烧进行对比。

大事三:当太空辐射遇上微重力,基因组会不会变?

目前各国开展空间辐射生物学研究,主要是进行风险评估和寻找对策。这次实践十号搭载了3个生物辐射盒,携带了水稻种子、拟南芥种子和线虫等样品,研究空间辐射引起生物基因组变化和空间辐射损伤的分子网络调控,建立辐射风险评估体系,为我国空间站辐射评估和防护提供基础。

中科院生物物理研究所研究员、实验项目组负责人杭海英介绍,此次实践十号将开展的“空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究”实验,以小鼠细胞和果蝇为样本,定量研究空间辐射对基因组稳定性方面的影响,就是希望解答这个问题。

大事四:地面看不见的“冷焰燃烧”,煤炭能实现吗?

胡文瑞院士介绍,此次“煤燃烧及其污染物生成实验”也期待看到微重力条件下煤的“冷焰燃烧”实验效果。

实验将选择23种我国典型煤种,在实验装置中点燃,观测不同炉温、不同煤种、不同粒径和环境气体成分条件下的单个球形煤颗粒和煤粉颗粒群的燃烧全过程,记录下单颗球形煤粒火焰形状、颗粒表面变化、挥发和释放现象及其变化规律等。——这样的实验放在地面听起来普普通通,但放在遥远的太空,却意义大不同。

康琦说,煤炭是我国能源的主力,其燃烧带来的污染较大。在地球上,受浮力、热对流等因素影响,煤燃烧的系数无法准确测得。而在微重力环境下进行煤燃烧实验,则可以避免这些干扰,有望获得一些地面无法得到的基础数据。这对完善煤燃烧理论和模型,帮助人类更好利用煤炭资源有重要意义。(忻华)

“超级实验室”到底有多牛?

实践十号卫星所进行的创新性科学实验,相当于把一个综合性的实验室搬到了太空。这个实验室有多牛?科学家们为我们揭秘。

使命:揭开被重力掩盖的科学秘密

地球上的物理现象,都受到地球重力的制约,比如浮力、沉降等。在微重力,也就是通常说的“失重”环境下,能观察到很多地球上不可能观测到的独特现象。

“极端物理条件下,物质的运动规律、物理化学过程、生命过程等都可能会发生变化,这就意味着重大科学突破的可能。”实践十号卫星首席科学家、中科院院士胡文瑞说。

近年来,微重力环境是各国研究的焦点领域。人类要走向太空,就必须研究微重力环境下物质会发生哪些变化。

“地球重力场是盖在物质运动规律和生命活动规律上的面纱,不揭开就无法看到很多问题的本质。”中科院国家空间科学中心主任、空间科学卫星工程常务副总指挥吴季说,“实践十号卫星是一个高效、短期、综合空间实验平台,它的使命就是揭开被重力所掩盖的科学秘密,力争获得重大科学突破。”

优势:具备比空间站更好的微重力环境

我国将在2020年前后开始空间站的建设,为什么还要发射科学卫星呢?胡文瑞解释说,空间站有实验时间长、可以有人参与等优势,但残余重力、机械动力和人的活动干扰可能给实验结果带来影响。实践十号卫星是专门为微重力科学和空间生命科学而设计的卫星,将为实验提供更好的微重力环境和其他条件。

胡文瑞说,一些其他国家发射科学卫星是对空间站任务的补充,而我国科学卫星上的实验项目和未来空间站任务是完全“错身”的,实验内容不会重复,具有不可替代的作用。

突破:绝不重复别人的实验

胡文瑞介绍,实践十号搭载的实验项目均是按照创新性、可行性、必要性等科学标准,经过严格遴选、反复论证而定。

“我们绝不会重复别人的实验。”胡文瑞说,“所有实验任务都是全新探索,每一项科学实验均具有创新性,有很强的科学研究价值,有望获取具有国际先进水平的、具有自主知识产权的重大科技成果。”

胡文瑞透露,这些实验的前期理论研究已经发表了数十篇论文,一些专门研制的仪器设备也达到国际领先水平。比如为熔体材料生长实验而研制的空间多功能材料生长炉,不仅能提供实验所需的高温温场环境,而且有6个工位,能实现8项样品的转位换位、提拉生长、高温温度的精确控制。

纪录:单次实验项目最多

胡文瑞介绍,实践十号所承担的是迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的卫星任务。

康琦介绍说,实践十号上的生命科学实验其实在地面上就已经开始了,其他实验在卫星入轨后两小时开始进行。留轨舱的实验会轮流进行,而回收舱的实验是同时进行,经过地面模拟飞行实验确保它们不会相互干扰。

据介绍,卫星飞行期间,科研人员可以在卫星科学应用系统任务运行中心通过视频、图片看到各项实验的整个过程,通过获得的数据开展研究。回收舱返回地球后会很快开启,回收的实验装置会被送到各研究单位进行研究。(晓洁)

实践十号,离生活并不远

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

在实践十号上进行科学实验,主要是利用其在太空飞行时营造的微重力(失重)环境。地球上发生的许多物理现象,都有重力的原因,消除重力因素,就可能观察到地球上不可能出现的独特现象,揭示被重力掩盖的秘密。

实践十号所搭载的19个科学实验载荷,其中,微重力科学实验项目10项,空间生命科学实验项目9项。实践十号工程项目首席科学家胡文瑞院士表示,19项科学实验任务是从200多项申请中精心挑选出来的,全部实验项目均为微重力科学和空间生命科学前沿课题,其中多项科学实验是在国际上首次开展。“每一项都是全新探索,具有很强的科学研究价值”。

如晶体生长和材料制备在现代通信、电子产业中占据很重要的地位。实践十号卫星科学应用系统总设计师康琦说,研究微重力环境下晶体生长和凝固过程,有助于理解材料从熔体中形成的界面动力学,为改善地面晶体生长工艺奠定基础。

19项科学实验任务看上去“高冷”,其实很多离生活并不远。以“微重力下煤燃烧及其污染物生成特性研究”为例,在微重力环境下,观察煤炭燃烧和污染物生成的基本规律,有望获得一些地面无法得到的基础数据,发展更完善的煤燃烧理论和模型,帮助我国更好地绿色利用煤炭资源。

康琦表示,研究中有关家蚕、水稻以及涉及生命科学探索的研究,将来都可能有很大的应用前景,不仅能转化为可观的经济效益,也将促进社会发展。(荣盛)

全新探索令人期待

我国是继美国、俄罗斯之后第3个掌握返回式卫星技术的国家。实践十号首席科学家胡文瑞院士表示,我国将充分发挥返回式卫星技术的优势,在轨开展流体物理、燃烧科学、材料科学等一系列科学实验。

据介绍,实践十号预计搭载完成的19个科学实验任务是从200多项申请中精选而出,都是全新探索,每一项都有很强的科学研究价值。

如晶体生长和材料制备在现代通信产业中有很重要的地位,而在微重力环境下开展晶体生长研究,可排除浮力对流和重力沉淀效应的干扰。康琦表示,科研人员也将研究微重力环境下晶体生长和凝固过程,从而理解材料从熔体中形成的界面动力学,为改善地面晶体生长工艺奠定基础。通过微重力环境抑制溶质对流,获得地面重力场中难以生长的高质量材料。

宇宙空间特有的环境也为现代生物技术发展提供了新的探索方向。实践十号卫星科学应用系统主任设计师赵勇表示,科研人员也将在实践十号上进行包括“空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究”“微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究”等3个领域的9个空间实验项目,有望在生命科学领域取得新发现。(任曰)

弥补“只见技术、不见科学”的短板

航天(2016 年 4 月 D) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

实践十号首席科学家胡文瑞院士说,“只见技术、不见科学”,是我国空间科学的短板。他认为,空间利用包括空间科学、空间应用和空间技术三个方面。这三方面是不可替代的,但长期以来我们的空间利用侧重空间技术和空间应用,对空间基础科学的重视不足。

据统计,国际上共有5000多项空间科学实验项目,我国只占极少一部分。我国的空间科学研究依赖对他国公开数据的二次分析,在科学研究领域的投入也与美国国家航空航天局、欧洲空间局等有不小差距。

中科院国家空间科学中心主任、 空间科学卫星工程常务副总指挥吴季说,我国要成为航天强国,还需要在科学研究上取得突破进展。支持基础研究,虽然可能暂时看不到应用,但会对未来发展产生很大影响。“我国已成为航天大国,要向航天强国转变,就不能没有空间科学卫星。”

20111月,作为中国科学院首批启动的A类战略性先导科技专项“空间科学先导专项”正式立项,这是我国首次以重大科学发现为主要目标的系列科学卫星计划。实践十号是首批立项4颗科学卫星之一,其他3颗为暗物质粒子探测卫星、硬X射线调制望远镜卫星和量子科学实验卫星。

将于2016年下半年择机发射的硬X射线调制望远镜卫星,主要用于发现和研究黑洞的性质及极端条件下的物理规律,通过观测黑洞、中子星、活动星系等高能天体,分析其光变和能谱性质,研究致密天体和黑洞强引力中物质的动力学和高能辐射过程。

计划在今年7月发射的量子科学实验卫星,则有望在空间量子通信实用化方面取得重大突破。(晶晶)

中国空间科学计划及其“四先锋”

6日,我国实践十号返回式科学实验卫星成功发射。实践十号是中科院空间科学战略性先导专项“四先锋”中的“老二”。它所属的空间科学专项是干什么的?它的“兄弟”们都有何专长?庞大的“卫星家族”还有哪些成员?

空间科学“四先锋”

——暗物质粒子探测卫星

20151217日,我国成功发射暗物质卫星“悟空”。它有望在暗物质粒子探测和宇宙线物理这两大科学难题上取得突破。截至今年317日,“悟空”已完成了23天区的扫描,共探测到4.6亿个高能粒子。数据分析正在紧张进行中,预计今年底将公布首批科学成果。

——实践十号返回式科学实验卫星

201646日,我国将首颗微重力科学实验卫星——实践十号发射升空。它的主要科学目标是:开展空间科学实验,研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下的物质运动及生命活动规律,取得创新科技成果。

——量子科学实验卫星

我国有望于今年下半年发射量子卫星,它将进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。

——X射线调制望远镜卫星

X射线调制望远镜卫星也有望于今年下半年发射,它将实现宽波段X射线巡天,发现被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体;通过观测黑洞、中子星、活动星系等高能天体,研究致密天体和黑洞强引力中物质的动力学和高能辐射过程;探索利用X射线脉冲星实现航天器自主导航的技术和原理。

中国空间科学未来设想

中国空间科学中长期发展规划研究团队近日完成了《20162030空间科学规划研究报告》,提出至2030年,中国空间科学要在宇宙的形成和演化、系外行星和地外生命的探索、太阳系的形成和演化等热点科学领域取得重大科学突破。

为了实现这一战略目标,报告提出了2020年、2025年、2030年的分阶段目标,并提出了黑洞探针计划、天体号脉计划、系外行星探测计划、火星探测计划等一系列空间科学计划。

庞大的“卫星世家”

1957年前苏联将世界第一颗人造卫星送入环地轨道以来,人类已经向浩瀚的宇宙中发射了大量的卫星。

人造地球卫星用途广、种类繁多,空间科学卫星仅是其中一类,还有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等,组成一个庞大的“卫星世家”。(金吴)

 


新民晚报 2016 4 13

美企联手打造“太空旅馆”

新华社上午电 美国联合发射联盟公司将携手旅馆业大亨比格洛打造私人太空舱,为商业活动和科学研究提供方便,同时开发太空游。

联合发射联盟公司和比格洛航天公司11日宣布合作计划,包括2020年由联合发射联盟公司的宇宙神-5运载火箭发射体积为330立方米的充气式太空舱。

美国太空探索技术公司的货运“龙”飞船10日抵达国际空间站,带去比格洛航天公司研制的首个试验性充气式太空舱。

这个名为“比格洛可展开活动模块”的太空舱重1.4吨,起始大小为直径2.36米、长2.4米,充气后膨胀至直径3.2米、长3.7米,内部空间16立方米。

“比格洛可展开活动模块”将在5月底开始充气膨胀,与空间站对接2年,空间站宇航员每年会进入几次,以收集数据并评估状态,但不会在其中居住。

美国航天局说,充气舱在火箭中占用空间小,膨胀后供生活居住的空间较大,将为宇航员探索外太空提供经济高效的途径。

 

 

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