改變太空探索，也改善人類生活
美國國家航空航天局(NASA)格倫研究中心一直致力于推進(jìn)有可能改變?nèi)祟愄仗剿鞣绞?、改善人類生活的技術(shù)。這里的科學(xué)家與工業(yè)界通力合作，推出了多項技術(shù)創(chuàng)新。最近，NASA官網(wǎng)介紹了該中心最新的5項創(chuàng)新成果，包括記憶合金、極端電子設(shè)備、夾層太陽能電池等。
探測煙與火
當(dāng)探測到空氣中的危險時，快速而明智的反應(yīng)可挽救生命。格倫研究中心的科學(xué)家在開發(fā)用于確定國際空間站空氣質(zhì)量的儀器MPASS(多參數(shù)氣溶膠散射傳感器)時，對這一點也銘記于心。最近，他們?yōu)檫@種尖端光學(xué)傳感器找到了其他用武之地：識別懸浮在空氣中的顆粒及其性質(zhì)。
由于MPASS傳感器重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，研究人員正在考慮將其用于急救員、礦工、救災(zāi)服務(wù)和其他環(huán)境中工作人員的呼吸健康監(jiān)測。
預(yù)測飛機(jī)結(jié)冰風(fēng)險
飛機(jī)翱翔于藍(lán)天時，若遇到結(jié)冰條件，情況會變得很危險。有鑒于此，格倫研究中心開發(fā)了一種幫助人們理解結(jié)冰風(fēng)險的新工具。
LEWICE3D是一款軟件程序，通過“計算流體設(shè)計軟件”集成了最先進(jìn)的流體流量解決方案，可以計算出與結(jié)冰風(fēng)險相關(guān)的參數(shù)。
LEWICE3D的三維建模能力和經(jīng)過廣泛結(jié)冰數(shù)據(jù)庫驗證的有效性，使其成為目前最精確的技術(shù)，可用于分析航空器結(jié)冰敏感性，設(shè)計防冰系統(tǒng)，進(jìn)行飛機(jī)、旋翼機(jī)、無人機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)、探頭和探測器設(shè)計以及飛機(jī)認(rèn)證。
用戶可以從2017/2018 NASA軟件目錄免費(fèi)下載LEWICE3D軟件使用協(xié)議。
擁有記憶的金屬
形狀記憶合金(SMA)是擁有記憶的金屬合金，這一開創(chuàng)性材料可在低溫或受力下拉伸和變形，并在加熱或施加載荷時恢復(fù)到最初形狀。
SMA可在多個應(yīng)用領(lǐng)域大顯身手。格倫研究中心的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種突破性方法，利用SMA將巖層分割開來，而無需使用爆炸物、液壓系統(tǒng)或任何會對周圍環(huán)境產(chǎn)生破壞的東西。
此外，他們還開發(fā)了SMA輪胎，這種更輕、更耐用的輪胎可用于探索其他行星的漫游車上。此外，他們還在測試SMA組件，這一組件可用于飛機(jī)的機(jī)翼上，在飛行中折疊起來。
研究人員指出，新一代SMA技術(shù)可以徹底改變石油鉆井、水力壓裂、采礦、土木工程、汽車、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、促動器以及搜救等多個行業(yè)。
夾層太陽能電池
隨著太陽能逐漸飛入尋常百姓家，格倫研究中心的科學(xué)家正在努力提高太陽能產(chǎn)品的效率。工程師杰弗里·蘭迪斯設(shè)計了一種高效多結(jié)太陽能電池，這種電池使用硒薄層作為晶圓之間的結(jié)合材料。
硒的透明度使光線能穿透電池頂部，到達(dá)底部的硅基電池基板。由于硒也是一種半導(dǎo)體，電池的效率得到顯著提高。
將硒夾在中間的這種電池，為太空探索和商業(yè)應(yīng)用提供了更高效的太陽能電池。商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域包括太陽能飛機(jī)、無人機(jī)、電動汽車充電站、輔助電源設(shè)備、發(fā)電廠以及太陽能屋頂瓦片等。
此外，這種太陽能電池的其他優(yōu)點還包括制造方便、成本低廉等。
極限電子設(shè)備
當(dāng)金星著陸器到達(dá)該行星表面時，它們堅持不了多長時間——在接近460℃的高溫下，電子設(shè)備可能只能工作幾個小時。
但格倫研究中心的科學(xué)家最近完成了一項技術(shù)演示，可以讓新的金星探測科學(xué)任務(wù)持續(xù)更長時間。該團(tuán)隊開發(fā)出一種非常耐用的碳化硅半導(dǎo)體集成電路，并在地球上的極限環(huán)境裝置中對其進(jìn)行了測試。
該電路在模擬金星表面溫度和大氣的環(huán)境下堅持了超過1400個小時，比以前演示的金星探測任務(wù)電子設(shè)備的運(yùn)行時間延長了700多倍。
工程師菲爾·紐德克說：“我們將兩個集成電路長時間暴露于模擬金星表面大氣的物理和化學(xué)環(huán)境下，其芯片沒有冷卻也沒有保護(hù)芯片封裝，這兩個集成電路在測試結(jié)束后仍然有效。”
這些能經(jīng)受極端環(huán)境考驗的電子設(shè)備可能會對一系列地球應(yīng)用產(chǎn)生重大影響，包括在節(jié)能航空發(fā)動機(jī)的熱區(qū)域內(nèi)使用。
研究人員指出，上述創(chuàng)新型技術(shù)只是他們在重塑明天的世界、革新未來的宇宙探索和太空旅游的進(jìn)程中，所推動的創(chuàng)新型技術(shù)中的一小部分。(記者劉霞)
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