书城童书世界科学博览4
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第40章 未来航天技术尖端解密(3)

美国宇航局发现,分别于1972年和1973年发射的先驱者10号和先驱者11号探测器,在远离太阳系时被一股奇怪的力量往回拽。

这股力量被称为“先驱者号异常”,似乎一直影响着探测器的运行。这种力量是源于探测器自身还是来自一些暗物质?或者是一些物理学或万有引力新规律在起作用?科学家无法回答。

探测器距离地球已有数十亿英里远,在它们离地球越来越远时,研究人员注意到来自探测器的本应稳定的微波振幅出现了跳跃变化。这种变化表示它最终可能在太空中摆脱地面人员的监控。

研究人员发现每个探测器和太阳的距离都比按万有引力定律计算出来的距离小,两个距离大约相差24万英里(40万公里)。牛顿认为引力随着物体之间距离的增加而缩小,而先驱者号探测器在加速冲出太阳系时则达到了每小时大约30000英里(48280公里)的速度。若找到造成这种现象发生的物理学原因不仅可以证实牛顿定律的正确性,还可使航天工程人员在设计未来飞船时加以借鉴。

研究发现探测器自身原因造成先驱者异常现象发生的可能性在55%~75%之间,继而研究人员把目标转向了探测器长达11.5年的空间观测遥感数据上。收集到的数据是先驱者10号大约30年的遥感数据和先驱者11号20年的数据集,还有先驱者10和先驱者11号1飞船完整详尽的遥感数据。

处理这些数据相当耗时,但一旦处理完毕,就可能揭示先驱者号异常现象。

微纳卫星:小块头有大智慧

卫星广播通信、卫星导航技术的应用提供了卫星电话、数据传输、电视转播、远程教育、远程医疗、导航定位等上百种服务。卫星遥感应用使人们能够随时随地掌握地球及空间信息。我国专家认为,微小卫星甚至纳米卫星在未来的空间探测中将大有作为。

重量小于等于1000公斤的卫星可归入小卫星家族,不到100公斤的称为微卫星,而纳米卫星仅重10公斤,未来甚至还可能出现1公斤重的皮卫星。小卫星的作用可不小,在通信、对地观测、天文观测、技术试验、科学试验领域都有用武之地。

小卫星还可为大卫星伴飞,它们沿着近似同心圆的轨道执行检查大卫星工作状态的任务。大、小卫星可由多星运载火箭一并带人太空;小卫星也能由航天员带出舱,为飞船和航天员出舱活动拍照摄像,帮助飞船定向,而其成本只有大卫星的几十分之一。

我国将开始载人航天工程的第二步计划,建立短期有人照料的空间实验室,并在空间实验室上释放微小卫星。这相当于扩大了上百米到几公里的太空实验空间,小卫星除进行空间环境监测、基础科学实验外,还能开展激光通讯试验。

专家提示说,如果有数颗微纳卫星担任子星,将它们有机地组装在一颗母星上,由运载火箭一次发射升空,就相当于派出了一架“空间航母”。而这样的微纳卫星站能在空中单飞、组网、编队、伴随飞行、故障诊断、运输服务,或者索性像一大颗综合卫星般工作。

专家呼吁,力争在2010年世博会前建成上海卫星导航定位综合服务平台;在2015年前,将其发展成为长三角区域的网络系统。

未来飞机电力驱动“心脏”由电池构成

美国波音公司2007年4月宣布,将开始制造新一代小型飞机——它将装备依靠电力驱动的发动机,而所需电能将由一种介于蓄电池和普通干电池之间的装置供应。

波音公司发言人表示,这种飞机的前几次试验将于年内在欧洲进行,首次测试在西班牙,期间,在起飞和降落过程中,飞机都会完全依靠电能运行。测试型飞机的尺寸较小,只设有一个座位。

这项被称为“燃料电池演示飞机”的计划由波音研究实验室与欧洲技术研究实验室共同实施。其最终目标是生产一种依靠电力驱动的、货真价实的小型飞机。

这款电动飞机的研制者们介绍说,新型飞机的心脏将是一套被称为“质子交换膜”的燃料供给系统——其基础是与飞机电动机和储氢槽相连接的锂离子电池。

在节省能源和环保方面,新型飞机的效率非常高,因为安装在电动飞机上的燃料系统是一种新型的电化学反应装置,可以将清洁的氢转换为电能,而排出的是无害的氢化合物。除此之外,电动飞机在飞行过程中所产生的噪音也要明显低于传统飞机。

波音公司目前还在独立研制多种电动飞机,其中包括,在10~15年后将推出第二代燃料系统,其基础为一套固体氧化物燃料电池。第二代燃料系统可为大型客机提供充足的能量。

波音公司现在已研制出了一款名为“波音幻影”的小型电动飞机,其翼展仅16.3米,可以100公里/小时的巡航速度持续飞行70公里以上。

未来一架飞机可控制整个飞机纵队

近日,英国领空成功演示了多飞机远程控制系统的能力。此外,为减少战斗飞行员在军事行动中的伤亡,此远程控制系统日后还能用于自动着陆的被劫持的飞机上,或让一名飞行员指挥复杂的搜寻和营救工作。

英国奎奈蒂克公司(QinetiQ)验证了此系统。改进的狂风战斗机上的飞行员远程控制一架BAC1—11客机,在4500米高度飞行。狂风战斗机的飞行员还能控制三架模拟无人战斗机。

目前,无人机(UAV)和无人战斗机(UCAV)都由数千里之外的地面飞行员控制,比如,伊拉克和阿富汗的无人机都由美国加州和佛州的飞行员控制。但此“自治”系统可以让一同飞行的战斗机上的飞行员近距离地控制一队无人战斗机,每一架无人战斗机都将图像和数据传送给此控制的战斗机。

此系统较通常的自动驾驶系统的控制力更强,也更复杂,得根据几个不同飞机同时运动的情况来控制。这主要是通过一个软件来完成,让飞机自动进入特定的飞行模式,攻击目标。全部飞行都按此模式飞行,直到战斗机上的飞行员检查完目标的图像,决定是调查、攻击还是回家加油为止。

在测试飞行中,当狂风战斗机通过超高频无线电控制BAC1-11时,此飞机的飞行员泰然自若,连称安全。

科幻迷造飞碟惊动NASA

现年57岁的美国男子艾尔菲·卡林顿白天是一名建筑工,然而一到晚上,他就会钻进~个租来的车库中,研究打造一艘直径14英尺的飞碟!卡林顿研制飞碟的工作已经进行了30年,他的研究甚至惊动了NASA。

艾尔菲·卡林顿是美国密歇根州克林顿市人,27岁时,他决定亲自打造一艘飞碟模型,然而随着飞碟模型渐渐制造完工,卡林顿又希望能让这架飞碟真正地飞起来。

为打造出一架真实版“飞碟”,卡林顿废寝忘食地连续工作了整整30年,并花光了6万美元的积蓄,用来购买必需的机械材料。

目前他已经设计出了一种简单而有效的飞碟“引擎”,他相信靠这一“引擎”,这架飞碟就能以每小时500英里的速度高速飞行。卡林顿希望将来能拿这架“飞碟”当交通工具。

卡林顿目前拥有一家名叫“顶点航空宇宙”的公司,他的两项飞碟“引擎”设计都已经申请了专利。他的研究工作甚至惊动了NASA,NASA官员特地邀请他参加了一场科学研讨会,当与会的NASA工程师们听到卡林顿坦承他丝毫不懂计算机知识时,他们全都惊呆了。

NASA的航空专家和美国航空学教授们对卡林顿的飞碟能否起飞都抱怀疑态度,对此卡林顿毫不气馁,他计划在8个月内筹集到4万美元,完成这架飞碟的最后设计。