空間技術(shù)
美國
深空探測異彩紛呈,宇宙探索發(fā)現(xiàn)不斷
2018年,“好奇號”“朱諾號”“卡西尼號”“新視野”號等探測器持續(xù)提供著火星、木星、土星、柯伊伯帶天體的相關(guān)數(shù)據(jù)!奥眯姓2號”朝星際空間進發(fā);OSIRIS-Rex抵達小行星貝努;“黎明”號完成了探測任務,將在谷神星軌道停留數(shù)十年后結(jié)束其波瀾壯闊的一生。
“老兵”輝煌繼續(xù),“新丁”已開啟征程。新一代系外行星探測器“TESS”4月升空,開始系外行星搜索之旅;“洞察”號11月26日登陸火星,開始火星內(nèi)部勘測任務;“帕克”探測器在8月12日奔赴太陽,現(xiàn)已成為最接近太陽的人類航天器。
木星研究取得碩果累累。除完成木星閃電數(shù)據(jù)庫外,科學家還制作了木星不同深度的磁場圖,并在木星大紅斑處發(fā)現(xiàn)了水的跡象。此外,新發(fā)現(xiàn)12顆衛(wèi)星使已知木星衛(wèi)星總數(shù)達到79顆,而木衛(wèi)二上可探測氨基酸的確認,則為找到木衛(wèi)二生命證據(jù)指明了方向。
系外探索已獲多項突破。首次發(fā)現(xiàn)銀河系RX J1131-1231星系的行星、在700光年之外的WASP-39b行星上發(fā)現(xiàn)大量水、制作出顯示中心復雜結(jié)構(gòu)的銀河系首張大規(guī)模年代圖、看到原本無法觀測的140億光年外恒星、精確測量地球與球狀星團NGC 6397的距離等諸多成果,讓人類對宇宙的認知更進一步。(記者 劉海英)
英國
商業(yè)空天獲得青睞,自主導航開啟研究
2018年3月,英國政府宣布,為了制定未來的商業(yè)航天政策,將就相關(guān)管理條款開展論證。8月,英航天局發(fā)布公報指出,英國政府將大力推進本國航天發(fā)射場的建設(shè),以期更好地參與商業(yè)發(fā)射業(yè)務的競爭。
5月,英國政府公開發(fā)布航空研究與技術(shù)計劃項目指南,支持民用航空研發(fā)。指南要求項目必須符合英國航空戰(zhàn)略,優(yōu)先領(lǐng)域包括:提高英國在下一代民用飛機的整體設(shè)計和系統(tǒng)集成能力;發(fā)展智能、互聯(lián)和電動飛機;確保英國在開發(fā)大型復雜結(jié)構(gòu),尤其機翼方面處于全球領(lǐng)先地位;開發(fā)更高效的新一代推進技術(shù),特別是大型渦輪風扇發(fā)動機。
8月,為應對“脫歐”后可能出現(xiàn)無法繼續(xù)參與歐盟伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)項目的局面,英國政府發(fā)表聲明指出,將投資9200萬英鎊開展先期研究,探討未來開發(fā)獨立自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的方案。該項研究為期18個月,將就英國建立自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供詳細技術(shù)評估和時間安排。(記者 鄭煥斌)
俄羅斯
“聯(lián)盟”飛船事故高發(fā),對華合作空天并舉
2018年,俄羅斯“聯(lián)盟”系列飛船曾出現(xiàn)兩次事故:8月30日,與國際空間站對接的“聯(lián)盟MS-09”飛船上發(fā)現(xiàn)造成空氣泄露的鉆孔,航天員及時用膠水和膠帶進行封堵;10月11日,載有兩名宇航員的“聯(lián)盟MS-10”飛船由“聯(lián)盟-FG”型運載火箭從拜科努爾發(fā)射升空,起飛約119秒后,火箭第二級發(fā)動機突然關(guān)閉,宇航員使用發(fā)射逃逸系統(tǒng)成功獲救。
航空航天對華合作繼續(xù)深化。俄聯(lián)合航空制造集團公司與中國商用飛機有限責任公司商定了中俄遠程寬體客機CR929的外形參數(shù);俄科學院西伯利亞分院托木斯克科學中心、托木斯克國立大學、俄科學院烏拉爾分院金屬物理研究所同哈爾濱工程大學的研究人員聯(lián)合開展關(guān)于太空腐蝕環(huán)境下航天器保護的研究項目。(記者 亓科偉)
日本
天文觀測成果豐碩,靜音飛機力圖超越
日本國立天文臺和鹿兒島大學的研究小組對螺旋星系M77的中心核實施觀測,首次“看”到環(huán)繞超大黑洞的半徑約20光年的甜圈型旋轉(zhuǎn)氣體云,并清晰地觀測到分子氣體以黑洞為中心旋轉(zhuǎn)。
日本國立天文臺和東京大學的研究小組繪制了迄今為止范圍最廣、分辨率最高的暗物質(zhì)分布地圖。研究小組通過對地圖上黑暗物質(zhì)的塊數(shù)分析,發(fā)現(xiàn)其無法用簡單的加速膨脹空間模型來解釋,宇宙空間膨脹速度超出預期。
日本構(gòu)筑產(chǎn)學官一體化研發(fā)體制,開發(fā)靜音型超音速飛機,提出了低音爆、低起降噪聲、低阻力和輕量化這4個技術(shù)開發(fā)目標,并正在推進系統(tǒng)設(shè)計,制定了超越歐美的技術(shù)驗證計劃,提高基礎(chǔ)技術(shù)研究水平,推進相關(guān)設(shè)計。(記者 陳 超)
烏克蘭
國際項目參與活躍,航天發(fā)展計劃獲批
本報駐烏克蘭 根據(jù)烏克蘭國家航天局發(fā)布的信息,2018年烏克蘭航天科研企業(yè)共參與了4次國際航天發(fā)射項目。兩次是5月和11月由美國國家航空航天局發(fā)射的“心宿二”運載火箭項目,烏克蘭多家航天企業(yè)參與了該運載火箭第一級的研制,烏方專家參加了整個發(fā)射項目的測試和調(diào)試。另外兩次是歐洲空間局8月和11月在法屬圭亞那庫魯發(fā)射場進行的“織女星”運載火箭發(fā)射項目,該運載火箭第四級所使用的RD-843發(fā)動機由烏克蘭南方設(shè)計局和南方機械廠所研制。
烏克蘭政府內(nèi)閣于2018年9月批準了2018年—2022年烏克蘭國家空間科學和技術(shù)計劃,目的是提高地球遙感、衛(wèi)星數(shù)字通信、數(shù)字衛(wèi)星廣播,衛(wèi)星導航支持系統(tǒng)等空間技術(shù)應用潛力,解決社會經(jīng)濟、環(huán)境、文化,以及信息等領(lǐng)域的迫切性問題,推動科學和教育的發(fā)展,確保烏克蘭在國家安全和國防領(lǐng)域的利益。(記者 張 浩)
以色列
天文研究成果顯著,意欲加盟歐洲航天
以色列特拉維夫大學天體物理學家捕捉到早期宇宙中正常物質(zhì)與暗物質(zhì)相互作用的無線電信號,揭示了宇宙中暗物質(zhì)存在的第一個直接證據(jù)。此外,以科學家領(lǐng)導的研究小組借助美國國家航空航天局“朱諾”號探測器獲取的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),木星的大氣層厚度約為3000千米,著名的木星條紋是綿延數(shù)千公里的云帶。
以色列正與歐洲空間局進行商討,以便以色列以“特殊安排”的方式加入該組織。如果獲得通過,那么以色列也有望成為繼加拿大后第二個加入歐空局的非歐洲國家。(記者 毛 黎)
德國
太空制造第五態(tài)物質(zhì),金屬玻璃服務空天
德國科學家在探測火箭任務MAIUS-1(微重力下的物質(zhì)波干涉測量)中創(chuàng)造了人類第一個自由落體天基玻色—愛因斯坦凝聚,從而在太空中首次創(chuàng)造了“物質(zhì)的第五態(tài)”。這項實驗將會促進天基引力波探測器的發(fā)展,并且有望為量子氣體實驗開辟一個新時代。
德國薩爾州大學的研究人員開發(fā)出了一種新的所謂非晶態(tài)金屬鈦硫合金,這種合金也被稱為金屬玻璃,與鈦合金相比,其來源更豐富、強度更高,特別適合作為航空航天的輕質(zhì)部件。(記者 顧 鋼)
韓國
運載火箭取得突破,同步衛(wèi)星研發(fā)成功
韓國自主研發(fā)了75噸級別的宇宙飛船驗證發(fā)射火箭“Nuri號”,之前已進行了91次引擎點火試驗,累計點火時間達到了7291.4秒;研發(fā)成功地球同步氣象觀測衛(wèi)星2A號和環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星2B號“雙胞胎”同步衛(wèi)星。(記者 邰 舉)
能源環(huán)保
美國
新能源成果突出,生態(tài)安全備受重視
2018年,美政府在大力推動傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時,持續(xù)加大對太陽能、核能、地熱能、生物能等新能源領(lǐng)域的研發(fā)投入。
眾多新能源領(lǐng)域中,新型電池研發(fā)成果引人注目。750次充電/放電循環(huán)后仍能正常工作的新型鋰空氣電池、容量大且壽命長的可充電水基鋅電池、靠細菌發(fā)電的低成本紙基生物電池等成為電池中的新星。而在提高現(xiàn)有電池性能方面,科學家也取得不少成果。他們將有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率提高至15%,將鋰離子電池的容量提高了40%。布朗大學開發(fā)的新型燃料電池反應合金催化劑,在活性和耐久性方面更是超過了能源部2020年車用電催化劑技術(shù)指標。
在維護生態(tài)環(huán)境安全方面,盡管政府最新氣候評估報告稱,氣候變化將給美國帶來多重傷害,但并沒有說服特朗普總統(tǒng)?茖W家依然不遺余力游說,不僅發(fā)文稱美墨邊境墻會嚴重危害地區(qū)生物多樣性,還對歐洲將木材作為低碳燃料的政策提出質(zhì)疑。在具體研究方面,甲烷溫室效應的證實、金屬鉍“催化可塑性”的發(fā)現(xiàn)、可再生可降解乳蛋白包裝材料的開發(fā)等成果,都成為保護全球生態(tài)環(huán)境安全的助推劑。(記者 劉海英)
日本
鋰電池負極大容量化,制氫系統(tǒng)投建
大容量不劣化的鋰電負極研發(fā)成功。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所新開發(fā)出了一種鋰離子電池使用的負極,容量約為目前主流的石墨負極(372mAh/g)的5倍,與一氧化硅的理論容量基本一致。新開發(fā)的電極在反復充放電200多次后,容量依然沒有變化,確認具備大容量、長壽命的特性。利用此次開發(fā)的電極有望提高負極的能量密度,推動鋰離子二次電池實現(xiàn)大容量化和小型化。
世界最大規(guī)模利用可再生能源的制氫系統(tǒng)在福島投建。2018年8月,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作,開始在福島縣浪江町建設(shè)利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng)“福島氫能源研究站”,系統(tǒng)裝置具備世界最大規(guī)模的1萬千瓦制氫能力。利用該系統(tǒng)制造的氫預定用于燃料電池發(fā)電用途及燃料電池車和燃料電池巴士等交通用途,或者作為工廠的燃料使用。
氫燃料發(fā)動機實現(xiàn)大功率、高熱效率、低排放。產(chǎn)綜研與日本岡山大學、東京都市大學、早稻田大學組成的研究小組,在小型發(fā)動機的基礎(chǔ)實驗中,利用氫燃料優(yōu)異的燃燒特性確立了新的燃燒方式,開發(fā)出全球首款能實現(xiàn)高熱效率和低氮氧化物(NOx)的火花點火氫燃料發(fā)動機。
東海核燃料再處理設(shè)施報廢計劃獲批。日本“原子力規(guī)制委員會”2018年6月批準了由日本原子力研究開發(fā)機構(gòu)提交的東海核燃料再處理設(shè)施報廢計劃,耗資1萬億日元,報廢時長預計將持續(xù)70年。(者 陳 超)
俄羅斯
大氣治理取得進展,核廢料和水處理有新法
大氣污染防治方面,俄羅斯國立秋明大學的科研人員研發(fā)出液滴懸浮約束方法,并可進行定量液滴有序成團,此項工作可用于大氣中污染物擴散機理的研究,制定生態(tài)災難預防性措施;托木斯克理工大學研究人員使用含有3%—10%有機雜質(zhì)的工業(yè)用水和廢水,獲取了燃料氣溶膠,這種氣溶膠可用于快速點燃火力發(fā)電廠和鍋爐房的鍋爐,還可用于柴油發(fā)電機燃燒室以及汽車內(nèi)燃機。
核廢料處理方面,俄科學院遠東分院化學研究所聯(lián)合俄遠東聯(lián)邦大學,正在研制新型納米結(jié)構(gòu)吸附反應劑,該吸附劑可用于凈化俄遠東紅星造船廠內(nèi)的放射性液體廢物;俄西伯利亞聯(lián)邦大學的科學家采用空化技術(shù),讓位于乏核燃料儲罐底部密實的不溶性沉積層不斷受到空化—活化水酸性溶液侵蝕而被破壞,新技術(shù)將溶解速率和沉積物回收量提高至原來的1.5倍,制備出的含放射性化學廢物的水泥混合物強度是常規(guī)方法的2—3倍。
水處理方面,俄圣彼得堡理工大學的科學家使用高鐵酸鈉替代傳統(tǒng)的氯氣對自來水進行消毒,新試劑用量小,不會形成毒性分解物,還能將一些危險化學品分解成低毒化合物,同時殺死水中微生物;俄托木斯克工業(yè)大學能源工程學院研發(fā)出液滴爆炸粉碎式污水處理方法,可高效去除污水中的化學侵蝕性、毒性及燃料雜質(zhì),具有高效、低能耗的特點,適用于化工、石化、冶金、紙漿造紙等行業(yè)的污水處理。(記者 亓科偉)
德國
致力解決氣候和霧霾問題,開發(fā)儲存制取氫的新工藝
2018年德國大規(guī)模啟動了碳轉(zhuǎn)化學項目以解決氣候和霧霾問題,這個由贏創(chuàng)公司和西門子合作的項目,擬利用人工光合作用,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有用化學物質(zhì)。按照計劃,到2021年將在魯爾區(qū)的馬爾化學工業(yè)園建成一個巨大的化學試驗裝置,預計每年可利用二氧化碳生產(chǎn)20000噸有用的化學品和燃料。該項目最終獲益的不僅是鋼鐵行業(yè),還有化學和能源等行業(yè)。
德國尤利希研究中心和埃朗根—紐倫堡大學的研究人員合作,開發(fā)出了利用有機載體液和特殊催化劑,儲存和制取氫燃料的新工藝,可使原先裝卸氫燃料所需的兩個裝置簡化成一個裝置。這一新工藝將來應用于工業(yè)化儲氫和生產(chǎn),將大大降低成本和能源消耗,對能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。
不萊梅大學庫爾策教授領(lǐng)導的研究小組找到了一種解決地下水硝酸鹽污染的新方法,發(fā)現(xiàn)一種合成的多金屬氧酸鹽對于減少硝酸鹽水污染有特殊作用,這種納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)在水中對硝酸鹽還原起電催化效果。(記者 顧 鋼)
韓國
建成應對核泄露系統(tǒng),提高鋰電池性能
2018年,韓國建成了迅速應對核泄露的“核輻射狀況信息共享系統(tǒng)”,在核能設(shè)施周邊29個地點探測放射能量泄露數(shù)據(jù)并迅速應對。
韓國大學成功開發(fā)出一種利用太陽光譜中紅光捕捉二氧化碳的技術(shù),能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)換成一氧化碳中間物質(zhì),從而生產(chǎn)燃料;此外,韓國還研發(fā)出了符合更高環(huán)保要求的氫氣制備技術(shù)。
韓國使用富鋰錳氧化物開發(fā)了一種兼具高電壓、高容量的黏合劑陽極材料,可大幅提高鋰二次電池的能量密度;同時,充電速度為現(xiàn)有鋰電池5倍、采用石墨烯球正極保護膜和負極材料的鋰二次電池也在韓國研發(fā)成功。(記者 邰 舉)
以色列
注重氫燃料電池研發(fā),助力新能源汽車發(fā)展
在第6屆國際智能機動峰會上,以色列公司展示出水基氫燃料溶液,利用公司的專利催化劑,可以快速從溶液中獲取氫氣,供給氫燃料電池產(chǎn)生電能。該溶液具有無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定的特點,同時儲能密度高,且便于運輸和存儲。
以色列研究人員還發(fā)現(xiàn)在太陽能的作用下,過氧化氫在氧化鐵構(gòu)成的光電極上產(chǎn)生光化學分離的化學機理。該發(fā)現(xiàn)有望將水廉價且高效地轉(zhuǎn)化為清潔的氫燃料,促進氫燃料電池驅(qū)動的汽車大規(guī)模發(fā)展。(記者 毛 黎)
烏克蘭
建立環(huán)境研究中心,監(jiān)測研究自然生態(tài)
2018年9月,烏克蘭教科部、環(huán)境部、國立喀爾巴阡大學,以及喀爾巴阡山國家公園聯(lián)合建立了喀爾巴阡環(huán)境研究中心?柊挖渖绞菣M跨中東歐多個國家的歐洲第二長山脈,目前存在著諸如地表水體污染、工業(yè)和生活垃圾污染等環(huán)境問題,以及自然生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失、洪水和山體滑坡威脅增大的趨勢。該研究中心建立后,通過監(jiān)測和研究將為解決上述問題提供科學依據(jù)和解決方案。(記者 張 浩)