【黑科技】航天器的未来:直径数百米的反射镜

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【黑科技】航天器的未来:直径数百米的反射镜

2019-08-08 13:53栏目:创投界
TAG: 航天器

  本年是人类告成登月50周年。得益于太空身手的飞速开展,这通盘才成为或者。正在阿波罗职责之前相当短的时刻内,工程师们仍然支配了火箭饱动、机载打算和太空操作身手,这正在必定水平上要归功于险些无穷的预算。

  自此以后,空间工程已开展成一系列彼此闭联的身手,不只为人类带来了一系列新的空间科学职责,也带来了丰盛的地球观测数据和环球通信导航任事汇集。咱们现正在能够让探测器登岸彗星,也也许观测到宇宙更永久的过去。可是正在将来的几十年里,什么样的新身手也许进一步变动航天范围?

  正在过去的几年里,一个很有出途的手段是空间身手大型化和小型化。通过比来由英邦皇家工程学院资助的一项为期十年商量谋划,科学家正最先查究进一步缩小或放大航天器极限尺寸的或者性。

  小型化身手使尺寸更小的航天器成为或者,比如磨难监测星系(Disaster Monitoring Constellation)项目中的卫星只要100公斤重。乃至再有体积为30x10x10厘米的立方体卫星,它们的重量只要几公斤,能够带领一系列区别的仪器。这些卫星平常用于对地观测或举办低本钱的科学实习,由于洪量小型化卫星能够行为二次有用载荷随较大卫星一同发射。

  业界的将来方针是让航天器尺寸上起码下降一个数目级。从3x3cm的印刷电途板(PCB)卫星最先,然后人类会创制出更紧凑的配置。目前有公司仍然对这类卫星举办了正在轨演示。以Sprite配置为例,只管其摆设了传感器、通讯配置并具备机载数据管理效力,但其重量只要4克。

  这些装配仍然装置正在邦际空间站的外部。就正在比来,KickSat-2职责正在近地轨道上陈设了105台Sprite配置,每台本钱不到100美元。正在这些配置入轨运转后的第二寰宇面就收到了信号,这补充了人们对这些配置有朝一日能正在太空奉行更众新职责的渴望。

  更永恒方针是创制自正在航行的极小型航天器,能够限度本身正在太空中的目标和轨道。这将使人类也许陈设可用于散布式传感器汇集的洪量传感器,援救大领域的及时数据收罗,并完毕空间气候监测等诸众职责。预计将来,人类或将也许基于单块硅晶片临蓐出高度集成的量产卫星。

  一种令人兴奋的或者性是,通过将这种微型航天器与大型光帆相纠合,从而打制出正在几十年内来到其他星系的星际飞船。另外,这种极小型航天器也能够正在彗星或小行星左近举办遥感测试。

  另一十分的空间身手也有发展。邦际空间站上仍然最先运用30米长的大型可睁开动力臂来撑持其太阳能电池阵列。正在这一范围的将来方针是通过正在轨道上创制大型的轻量化机闭,将其再次晋升起码一个数目级。通过将3D打印身手利用于真空和微重力境况,人类能够创制出超大型天线、能量征求器或太阳能反射器。

  可是为什么人类必要如许的超大型机闭呢?以詹姆斯·韦伯太空千里镜为例,它将很速代替哈勃太空千里镜。其具有一个重大的主镜,并有一个专业网球场巨细的巨型遮阳装配。为了将詹姆斯·韦伯太空千里镜搭载到阿丽亚娜5号火箭上,主反射镜和遮阳装配都由可睁开的机闭构成。一朝单次发射波折,整体项目将功亏一篑。

  而正在轨道上直接创制大型轻质机闭的才干,或者对太空身手发生重大影响,能够避开直接从地面发密机闭的一系列危急题目。比如正在络续的创制历程中,机闭撑持资料能够直接贴合到反射膜上,那么人类就能够创制直径到达几百米的超大反射器。

  正在极地轨道上,这种反射器还能够正在平旦和黄昏时分照亮将来的陆地太阳能发电厂,该时段发电量很低,需求却很高。这将是一种全新的太空任事,其产物会是能源而不是讯息。

  它还能够用来反射太阳光,从而发生工业级的太阳能热能,用于管理从近地小行星上接收的资料。比如,一个半径500米的反射器也许发生1GW的热能,相当于地球上一个泛泛发电站的输出。

  用这种超大机闭从小行星上提取水资源是一个稀少有出途的手段,由于它能够助助人类正在太空中创制饱动剂。太阳能发电能够将水理会成氢和氧,并将它们用作宇宙飞船的燃料。正在将来,正在轨道上创制饱动剂能够避免将燃料从地球外外一起运送到太空,从而下降将来查究太空的危急。

  固然阿波罗职责是一个真正具有硬汉派头的工程实例,但将来的太空查究也同样令人兴奋,并能带来更为长久的社会效益。【义务编辑/江小白】

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