科技成果

科學家擬用激光清除太空垃圾

據21CN 網站2014年3月12日報道，澳大利亞一個科學家團隊正在研究用發射激光的方式來分解太空垃圾，從而減少可能發生的衛星撞擊事件，有關設備可能在10年內運作。目前，太空中有超過30萬件碎片，大部分以極快的速度在地球低軌道運行。澳大利亞政府宣布將拿出2000萬美元用于該項研究。研究團隊將整合政府、學術界及航空業界多方力量，預計總投入需要9000萬美元。此前科學家想利用激光將太空垃圾從衛星軌道上移除，而此次目標則是用激光減小其運轉速度，使其落入大氣層燒毀。隨著太空垃圾越來越多，各國科學家相繼提出了各種方法，包括美國的“彈弓-衛星太空清掃器”、英國的“立方太陽帆”、日本的“電動系鏈”以及ESA 的“太空捕捉器”。

美國科學家使用分析光譜的方式尋找外星生命

據騰訊科學2014年3月11日報道，傳統的光譜分析法可檢測出系外行星大氣環境，如果系外行星上存在液態水，那么它的光譜就會與眾不同，諸如凌日法這樣的系外行星調查途徑，有助于發現系外行星上的大氣組成之謎。近日，美國華盛頓大學天文學家阿米特米斯拉和他的同事公布了一個新的調查方法，該技術依賴于一種被稱為“二聚物”的物質，調查技術基于系外行星上的大氣分子，通過這個方法，科學家可以發現諸如氧氣等物質是否存在于系外行星的大氣中。當一顆行星通過其恒星盤面時，恒星光就會穿過其大氣，并在茫茫宇宙中傳播，直到被我們的望遠鏡所捕獲，在濾光器上安裝特殊的裝置就可以調查某種特定的二聚物特征，目前科學家所設定的調查對象為氧氣。如果科學家觀測到某個行星上具有較強的氧二聚體信號，那么就說明這顆行星上的大氣中存在氧氣，非常有可能存在光合作用的生物。但是該方法也有其局限性，需要新的望遠鏡技術來支持，2018年10月發射的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將接替目前的哈勃空間望遠鏡，屆時將獲得更強大的觀測能力，可以收集到遙遠恒星及其行星系統的光譜數據，這對系外生命的調查而言有著非常積極的意義。

納米復合材料可提升自充電池性能 存儲容量達2.5倍

據中國科技網2014年2月27日報道，美國佐治亞理工學院的一個研究團隊曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列《物理世界》網站“2012年度十大科學突破”，日前在此基礎上，他們通過在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復合材料，從而大幅提升了電池的充電效率和存儲容量。相關改進論文刊登在《納米技術》上。帶領這項研究的美國佐治亞理工學院、中國科學院北京納米能源與系統研究所的王中林教授介紹，該電池可以在不被插到墻上插座或其他電源的情況下，利用周圍環境中的機械形變和振動，在壓電效應下促使鋰離子從陰極向陽極遷移，直接為電池充電。這種電池為開發新型便攜式移動電源以實現自供電系統和便攜式個人電子器件提供了全新的方法。實現了機械能直接轉化為化學能的過程，未來可能會大大提高電源的利用效率。有別于傳統的電池，研究人員用一種壓電材料代替了分隔兩個電極的聚乙烯分離器，當在外加應力下，這種添加了鋯鈦酸鉛（PZT）納米粒子的聚偏二氟乙烯（PVDF）薄膜材料能夠顯著提高存儲容量，達到原來的2.5倍。

NASA研發太空燃料補給衛星

據中國科技網2014年2月18日報道，目前NASA 的數個研究小組已開展在軌衛星燃料加注的類似研究，科學家使用陸基遠程機器人氧化劑轉移試驗項目中所取得的技術成果，同時應用基于“國際空間站”的機器人加油任務示范，以試圖開發出能在空間進行燃料補給的衛星，從而增強地面對在軌衛星的服務能力。在此之前，科學家已進行了地面衛星燃料的轉移試驗，而且還試圖使用乙醇代替有毒、高腐蝕性的衛星燃料。不過他們認為這僅僅是個開始，雖然已經在衛星燃料的加注上取得了成果，但是不能證明該過程是安全的，尤其是使用“國際空間站”作為測試平臺時需要更加小心。在地面上，科學家通過機器人試驗如何安全地轉移氧化劑，全過程模擬衛星所處的軌道環境，其中包括了壓力的流量，在此之前從來沒有人試驗過此種類型的氧化劑轉移。

美擬定冒險太空計劃 引爆核彈粉碎近地小行星

據中國科技網2014年2月17日報道，美國愛荷華州研究小組提出一項“極高速小行星攔截器（HAIV）”計劃，將使用核彈引爆接近地球的小行星。2013年，一顆未被探測到的直徑約20 m 的太空巖石在俄羅斯車里雅賓斯克上空爆炸，造成約1500人受傷，這次隕石碰撞事件促使科學家開始深入研究小行星引爆技術。NASA 目前已表示支持這項太空計劃，盡管核彈爆炸存在著不確定性因素，但這仍是一個有效策略，研究人員使用基線概念來解決近地小行星的威脅，小型核彈將在小行星表面形成一個隕坑，幾毫秒后核彈將在隕坑內引爆。如果多數爆炸碎片的分散速度超過了小行星逃逸速度，僅會有少量殘骸碰撞在地球表面。這是一項潛在的突破性進展，能夠緩解近地小行星的碰撞威脅。研究小組認為，在隕坑中引爆核彈將增至20倍爆炸力，核彈在碰撞形成隕坑幾毫秒之后引爆，有望徹底粉碎小行星。預計這一太空計劃成本為5億美元。

“國際空間站”將建冷原子實驗室

據美國工程網2014年2月6日報道，未來幾年“國際空間站”將建成NASA 冷原子實驗室（CAL），它將成為宇宙中最冷的地方。CAL 旨在使科學家更好地理解量子力學，它將使物質密閉在容積為冰箱大小且溫度在絕對零度的1×10-10℃范圍內的容器中?？茖W家們將利用一種被稱為“磁阱”的方法給原子降溫，之所以選擇在空間站做此實驗，是因為太空環境能夠幫助原子免受重力的干擾影響，從而創造出在地球上所不可能達到的極端低溫。CAL計劃于2016年發射，為了確保按時交付，該項目將有商業團體參加。

“國際空間站”擬通過睡鼠研究人體冬眠

據日本《每日新聞》2014年2月12日報道，“國際空間站”計劃于2015年末開啟一項飼養睡鼠的研究計劃。睡鼠是棲息在日本的一種保護動物，因有冬眠習性而得名，其在冬眠時體溫會下降到接近0 ℃，而蘇醒之后又能立即正常活動。“國際空間站”將研究睡鼠在無重力條件下的特性，以應用于人類長期在宇宙空間的生活?？苹秒娪爸型ㄟ^人工冬眠來實現的星際旅行，可能因為小小的睡鼠而成為現實。日本宇宙醫學及動物行動學專家組成的研究小組表示，由于沒有重力的負荷，生活在太空中會使人的骨密度減小，肌肉逐漸萎縮。因此，在無重力宇宙空間中長期生活對身體產生的影響是目前的一個巨大課題。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）計劃2015年末向“國際空間站”運送小動物實驗裝置，以研究其在無重力條件下是否冬眠，以及冬眠前后肌肉和骨骼狀態保持等變化情況。