科技成果

科学家拟用激光清除太空垃圾

据21CN 网站2014年3月12日报道，澳大利亚一个科学家团队正在研究用发射激光的方式来分解太空垃圾，从而减少可能发生的卫星撞击事件，有关设备可能在10年内运作。目前，太空中有超过30万件碎片，大部分以极快的速度在地球低轨道运行。澳大利亚政府宣布将拿出2000万美元用于该项研究。研究团队将整合政府、学术界及航空业界多方力量，预计总投入需要9000万美元。此前科学家想利用激光将太空垃圾从卫星轨道上移除，而此次目标则是用激光减小其运转速度，使其落入大气层烧毁。随着太空垃圾越来越多，各国科学家相继提出了各种方法，包括美国的“弹弓-卫星太空清扫器”、英国的“立方太阳帆”、日本的“电动系链”以及ESA 的“太空捕捉器”。

美国科学家使用分析光谱的方式寻找外星生命

据腾讯科学2014年3月11日报道，传统的光谱分析法可检测出系外行星大气环境，如果系外行星上存在液态水，那么它的光谱就会与众不同，诸如凌日法这样的系外行星调查途径，有助于发现系外行星上的大气组成之谜。近日，美国华盛顿大学天文学家阿米特米斯拉和他的同事公布了一个新的调查方法，该技术依赖于一种被称为“二聚物”的物质，调查技术基于系外行星上的大气分子，通过这个方法，科学家可以发现诸如氧气等物质是否存在于系外行星的大气中。当一颗行星通过其恒星盘面时，恒星光就会穿过其大气，并在茫茫宇宙中传播，直到被我们的望远镜所捕获，在滤光器上安装特殊的装置就可以调查某种特定的二聚物特征，目前科学家所设定的调查对象为氧气。如果科学家观测到某个行星上具有较强的氧二聚体信号，那么就说明这颗行星上的大气中存在氧气，非常有可能存在光合作用的生物。但是该方法也有其局限性，需要新的望远镜技术来支持，2018年10月发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜将接替目前的哈勃空间望远镜，届时将获得更强大的观测能力，可以收集到遥远恒星及其行星系统的光谱数据，这对系外生命的调查而言有着非常积极的意义。

纳米复合材料可提升自充电池性能 存储容量达2.5倍

据中国科技网2014年2月27日报道，美国佐治亚理工学院的一个研究团队曾因制造第一款自充电能源包或电池，荣列《物理世界》网站“2012年度十大科学突破”，日前在此基础上，他们通过在电池的压电材料里添加纳米颗粒形成纳米复合材料，从而大幅提升了电池的充电效率和存储容量。相关改进论文刊登在《纳米技术》上。带领这项研究的美国佐治亚理工学院、中国科学院北京纳米能源与系统研究所的王中林教授介绍，该电池可以在不被插到墙上插座或其他电源的情况下，利用周围环境中的机械形变和振动，在压电效应下促使锂离子从阴极向阳极迁移，直接为电池充电。这种电池为开发新型便携式移动电源以实现自供电系统和便携式个人电子器件提供了全新的方法。实现了机械能直接转化为化学能的过程，未来可能会大大提高电源的利用效率。有别于传统的电池，研究人员用一种压电材料代替了分隔两个电极的聚乙烯分离器，当在外加应力下，这种添加了锆钛酸铅（PZT）纳米粒子的聚偏二氟乙烯（PVDF）薄膜材料能够显著提高存储容量，达到原来的2.5倍。

NASA研发太空燃料补给卫星

据中国科技网2014年2月18日报道，目前NASA 的数个研究小组已开展在轨卫星燃料加注的类似研究，科学家使用陆基远程机器人氧化剂转移试验项目中所取得的技术成果，同时应用基于“国际空间站”的机器人加油任务示范，以试图开发出能在空间进行燃料补给的卫星，从而增强地面对在轨卫星的服务能力。在此之前，科学家已进行了地面卫星燃料的转移试验，而且还试图使用乙醇代替有毒、高腐蚀性的卫星燃料。不过他们认为这仅仅是个开始，虽然已经在卫星燃料的加注上取得了成果，但是不能证明该过程是安全的，尤其是使用“国际空间站”作为测试平台时需要更加小心。在地面上，科学家通过机器人试验如何安全地转移氧化剂，全过程模拟卫星所处的轨道环境，其中包括了压力的流量，在此之前从来没有人试验过此种类型的氧化剂转移。

美拟定冒险太空计划 引爆核弹粉碎近地小行星

据中国科技网2014年2月17日报道，美国爱荷华州研究小组提出一项“极高速小行星拦截器（HAIV）”计划，将使用核弹引爆接近地球的小行星。2013年，一颗未被探测到的直径约20 m 的太空岩石在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸，造成约1500人受伤，这次陨石碰撞事件促使科学家开始深入研究小行星引爆技术。NASA 目前已表示支持这项太空计划，尽管核弹爆炸存在着不确定性因素，但这仍是一个有效策略，研究人员使用基线概念来解决近地小行星的威胁，小型核弹将在小行星表面形成一个陨坑，几毫秒后核弹将在陨坑内引爆。如果多数爆炸碎片的分散速度超过了小行星逃逸速度，仅会有少量残骸碰撞在地球表面。这是一项潜在的突破性进展，能够缓解近地小行星的碰撞威胁。研究小组认为，在陨坑中引爆核弹将增至20倍爆炸力，核弹在碰撞形成陨坑几毫秒之后引爆，有望彻底粉碎小行星。预计这一太空计划成本为5亿美元。

“国际空间站”将建冷原子实验室

据美国工程网2014年2月6日报道，未来几年“国际空间站”将建成NASA 冷原子实验室（CAL），它将成为宇宙中最冷的地方。CAL 旨在使科学家更好地理解量子力学，它将使物质密闭在容积为冰箱大小且温度在绝对零度的1×10-10℃范围内的容器中。科学家们将利用一种被称为“磁阱”的方法给原子降温，之所以选择在空间站做此实验，是因为太空环境能够帮助原子免受重力的干扰影响，从而创造出在地球上所不可能达到的极端低温。CAL计划于2016年发射，为了确保按时交付，该项目将有商业团体参加。

“国际空间站”拟通过睡鼠研究人体冬眠

据日本《每日新闻》2014年2月12日报道，“国际空间站”计划于2015年末开启一项饲养睡鼠的研究计划。睡鼠是栖息在日本的一种保护动物，因有冬眠习性而得名，其在冬眠时体温会下降到接近0 ℃，而苏醒之后又能立即正常活动。“国际空间站”将研究睡鼠在无重力条件下的特性，以应用于人类长期在宇宙空间的生活。科幻电影中通过人工冬眠来实现的星际旅行，可能因为小小的睡鼠而成为现实。日本宇宙医学及动物行动学专家组成的研究小组表示，由于没有重力的负荷，生活在太空中会使人的骨密度减小，肌肉逐渐萎缩。因此，在无重力宇宙空间中长期生活对身体产生的影响是目前的一个巨大课题。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）计划2015年末向“国际空间站”运送小动物实验装置，以研究其在无重力条件下是否冬眠，以及冬眠前后肌肉和骨骼状态保持等变化情况。