rss 推荐阅读 wap

四川新闻网_sc-028.com_四川在线_四川门户网站!

热门关键词:  云南  自驾游  as  xxx  test
首页 四川新闻 网络热点 金融财富 科技前沿 军事揭秘 国内国际 休闲旅游 时尚健康 商务营销 商业推广

NASA发布六项火星登陆前沿技术美国向中国天问一号发起挑战!

发布时间:2020-08-01 19:51:40 已有: 人阅读

  目前的太空探索最先应该解决的就是通讯问题,如果远程太空航行,没有地面部门的远程技术及时支持是一件非常可怕的事情,这是由于太空航行是能尽量少带东西就尽量少带,很多轨道调整计算都是交由地面来完成的。

  以往的太空探索,一直采用的是无线电通信,但无线电对于较远的太空航行就显得力不从心了。原因很简单,无线电其实是一种电磁波,它在传播过程会衰减,随着传输距离增加,信号会越来越弱,加上它的信息容量偏小,意味着它传得不远传得又少。

  激光通信是指用激光束作为信息载体进行空间之间的传播技术,它的技术特性决定了它优点非常具有开发价值:

  1.它的频率比无线个数量级,信息容量是传统无线电的上百倍,理论上一束激光能容纳20GB的信息。

  2.激光的发散角很小,能量高度集中,这就使激光在传输过程衰减度变慢,而且发射和接收都不需要大功率的设备。轻便和小巧对能源成本高昂的太空航行来说,十分契合。

  其实美国在70年代就开始了空间激光通信的研究,起初研究并不是为了太空探索,而是希望用于军事通讯,这是由于激光具有高度的定向性,在传输过程中很难被敌方截获,所以激光通信具有非常棒的保密性。

  到了90年代,NASA才正式开启激光通信应用于太空探索的研究。2013年,NASA通过卫星,从月球轨道与多个地面站分别进行了双向激光通信试验,创造了622MB/秒的下行数据传输速率新记录,上行数据传输速率也达到20MB/秒。你要知道,月球到地球平均有38万公里的距离,无线通信在这么远的距离,能达到这个速度,只能用恐怖来形容。

  前往火星的宇航员将度过约1.4亿英里的漫漫里程,没有强大的推进系统,就是有去无回式的“白给”。

  传统化学转换动能的火箭有个比较尴尬的情况,我们拿土星五号运载火箭来举例,它的重量是3038.5吨,其中90%以上都是携带燃料的重量,总推力3408吨大部分浪费在运载燃烧上了。如果要进行远距离航行并且还要返回的情况下,就一定要开发出同等质量下转化能量效率更高的技术。

  NASA本次并没有公布推进系统的具体细节,新型动力装置是一套复杂的系统,有很高的技术门槛,容易在各国的航天竞赛中形成技术壁垒,这是NASA的小算盘。

  不过根据小道消息可以推测,NASA在研的技术路线有核电和核热推进系统。两种技术都利用核裂变,但有很大不同。

  热核推进:利用核裂变产生巨大热量,然后加热工质,再将加热后的高温高压工质定向喷出而获得推力。

  所谓核裂变,是铀或者钚这种特别大的原子在一分为二时损失质量,释放能量,比如;而核聚变,是氢或者氦这种极小的原子在合并成大原子时损失质量,释放能量,比如氢弹。

  宇航服的难点在于在保证宇航员安全的前提下,还得保证宇航员能灵活行动。阿波罗探月计划的宇航服其实很笨重,宇航员无法自由行动。而新一代宇航服更灵活,行动起来更方便。

  NASA这次公布中,表示正在研发的一项技术是在宇航服中提供充足氧气的同时,长时间保证宇航服处于恒温的状态,来抵抗火星上变化的极限温度。

  NASA载人登陆火星的飞船需要携带的东西实在太多,一定是一艘大型飞船,如果它登陆火星时还采用传统的反推进装置加降落伞的方式减速的话,那就会形成一个悖论:质量越大的飞船在火星引力下,就需要更多的反推力进行减速,而使用更多反推系统就意味着需要携带更多的燃料,更多的燃料意味着增加更多的飞船质量。

  所以NASA的科学家就采取了一个比较讨巧的方法:设计研发一种可充气的隔热罩,在飞船即将进入火星大气时就充气展开,开始减速。

  不过目前这种技术还不是很成熟,主要原因可能是受限于材料科学,毕竟这种材料要求耐高温又要韧性极好。

  如果要长时间进行火星探测,宇航员将需要可靠的、不间断的电力系统。这种电力系统需要极高的可靠性,还能抵挡火星上恶劣的沙尘暴天气。

  NASA认为核裂变动力比太阳能更可靠,并且正在对这种技术进行研发测试。在NASA看来核动力更安全、高效,更适合作为火星上的动力来源提供。

  早几年NASA与洛斯阿拉莫斯国家实验室合作,以小型反应堆为基础,发明了一个可供太空使用的,名叫Kilopower的供电系统。

  热管中的密封管在反应堆周围循环流体,收集热量并将其输送到斯特林发动机。在那里,热能将气体加压以驱动活塞,并耦合到产生电力的马达上。

  相比之前的发射的“好奇号”专注于分析火星岩石和土壤的物质组成,而火星2020的主要任务是寻找火星有过生命的迹象。所以这次NASA给它赋予了四个绝活:

  d .收集值得研究的火星土壤或岩石样本,完好保存,等待下一个专注返回的探测器,将样本带回地球。

  未来要实现载人火星登陆,火星登陆器大概率是一辆火星车,这辆火星车承担了房屋居住、实验室一体的功能,宇航员的饮食起居和探测任务都在里面完成。

  NASA公布的6个有关登陆火星的前沿科技,仿佛是从科幻小说里走出来的一样。尤其是核裂变推进系统,一直是科幻小说里最爱描写的对象。当然,从主流科学观点出发,这些技术理论上分析,是存在可行性的。

  但理性上看,我个人觉得NASA计划2030前实现载人登陆火星,还是有些托大了。相比阿波罗计划,目前美国政府分配给NASA的经费远远不够。要知道先进的科技,是在科学家智慧的基础上,用金钱烧出来的。。

  ·【美首次演示热管核裂变动力系统小型核反应堆有望成为太空探索新动力[J]. 石河子科技, 2012(6):52-53.】

  ·【洪刚, 戚峰, 王建明, et al. 载人登陆火星任务核热推进系统方案研究[J]. 载人航天, 2018.】

首页 | 四川新闻 | 网络热点 | 金融财富 | 科技前沿 | 军事揭秘 | 国内国际 | 休闲旅游 | 时尚健康 | 商务营销 |免责声明

Copyright2008-2022 四川新闻网 www.sc-028.com 版权所有 业务QQ:17468920 Power by DedeCms

电脑版 | wap