2006年世界科技发展回顾(三)
航空航天:
俄罗斯:张浩(本报驻俄罗斯记者)
2006年,俄罗斯继续保持在世界航天发射领域的领先地位,太空商业发射活动尤为引人注目;航天科技研发方面成果颇丰;研制出激光推进器和低能耗新型航天发动机。
2006年俄罗斯共进行了30多次航天发射,发射次数连续3年稳居世界第一。去年,俄罗斯将第一位女性游客送入太空,在国际空间站外进行了人类首次太空高尔夫球秀。在俄罗斯骄人的航天成就吸引下,委内瑞拉、马来西亚以及韩国等均与俄罗斯签订了代培航天员,并将其送入太空的协议。“美中不足”的是发生了“第聂伯”火箭“一箭十八星”坠毁的重大航天事故。
在航天科技研发方面,俄圣彼得堡光电仪器综合试验研究所成功研制出用于发射航天器的激光推进器实验装置。由于激光发动机的动力源设在地面或空间轨道上,航天器将无需随身携带超过本身重量的大量发动机燃料;而且激光发动机发射航天器时,由于只燃烧了少量氧气而不污染环境,很容易借助激光站调整卫星的运行轨道,更易保护航天器,避免其与太空垃圾碰撞。
俄赫鲁尼切夫航天系统科学研究所开发出一种能耗极少的新型航天发动机。这种新型发动机使用液体或固体工作介质,工作时吸收很少的外部能量,其内部工作介质以特殊方式旋动,由此使发动机产生推力。新型发动机如装备在卫星上,借助卫星太阳能电池板存储的能量,可以产生100千克力的牵引力,并持续工作20分钟。
2006年,俄“格洛纳斯”全球卫星导航系统卫星总数增加到了17颗。俄政府宣布,从2007年起,原仅供军方使用的“格洛纳斯”系统将启动民用商业服务计划,服务精度限制也将全面解除,这标志着俄航天工业在军民两用的道路上又迈出了重要一步。
法国:毛文波(本报驻法国记者)
“阿丽亚娜”火箭频送卫星上天,法国新一代军事通讯卫星系统正在构建;世界最大客机“空客”首次载客试飞成功。
2006年3月,欧洲阿丽亚娜5ECA火箭,这个有10吨推力的重型火箭将西班牙两颗卫星送入了预定轨道。这两颗卫星分别是西班牙军方研制的第一颗军事通信卫星“西班牙星”和欧洲人造卫星公司研制的“热鸟7A”通讯卫星。
8月,阿丽亚娜5ECA型火箭携带两颗卫星再次顺利升空。这两颗卫星是重达3750公斤的“锡拉库斯-3B”卫星,也是专为法国军方设计和使用的第三代通信卫星。它们与去年升空的“锡拉库斯-3A”以及预定于2010年发射的“锡拉库斯-3C”一起将构成法国新一代军事通讯卫星系统。
9月,世界最大客机“空客”A380搭载了474名特殊乘客从图卢兹国际机场成功起飞,首次载客远程试飞成功。12月,“空客”A380终于获得由欧洲航空安全署及美国联邦航空局联合颁布的最终正式安全认证。当月,空中客车公司在12月还宣布,其母公司欧洲宇航防务集团公司已正式批准启动“空客”A350宽体系列飞机项目,按计划,首架“空客”A350宽体飞机将在2013年投入运营。
韩国:邰举(本报驻韩国记者)
以“阿里郎2号”卫星的成功发射和宇航员的公开遴选活动为标志,2006年韩国航空航天事业有了长足的发展。
2005年12月,韩国开始实施《宇宙开发振兴法》,意在表明其积极掌握航天技术、发展宇航产业的雄心。“阿里郎2号”是韩国的第9颗人造卫星,它的成功发射标志着韩国宇航技术的整体水平已经具有相当的基础,基本上掌握了卫星的设计、制造、组装和测试技术。“阿里郎2号”卫星载有与以色列联合开发的光学成像系统,这使韩国成了全球第7个拥有1米分辨率全色图像多谱段拍摄能力的国家,在国土观测、环境和资源探测等领域具有广泛用途。
在此基础上,韩国科学技术部宣布,将于2008年底发射一颗海洋与气象观测地球同步卫星。该卫星是与法国EADSASUTURIUMU公司共同开发的,重2.5吨,将搭载光学成像设备。卫星的光学和通信中继设备由韩国自行研发,这将改变韩国依靠日本和美国的卫星数据进行气象观测的局面。
9月初,韩国宇航员首轮选拔在韩6个城市同时举行,吸引了3万多名志愿者报名,在
韩国社会上反响强烈,最终选出的2名宇航员将从2007年初开始在俄罗斯接受训练,2008年4月将有1名韩国宇航员搭乘俄罗斯“联盟号”宇宙飞船升空。
加拿大:杜华斌(本报驻加拿大记者)
2006年,加拿大空间技术研究活跃,火星探索成为加空间技术计划的主题之一。
目前,加拿大正在从事的空间技术研究活动有70%与火星有关。加空间局计划2007年实施其第一次火星探索项目。约克大学的一个“气象站”装置也将随美国宇航局的“菲尼克斯”卫星发射升空,“菲尼克斯”卫星在火星着陆后,“气象站”将开展气象学方面的研究测量工作。
约克大学正在实施“阿尔戈斯”项目,这
是一个小型的空间装置,可用于测量地球大气中的二氧化碳含量。该装置将搭载在多伦多大学研制的CanX-2纳米卫星上,计划于2007年发射升空。温尼珀大学的空间研究重点则是火星表面的物质成分。该校专门研制了行星分光计设备,用于模拟火星表面的环境条件,包括低气压、低温和高二氧化碳浓度以及高紫外光辐射等。
卡尔加里大学重点研制卫星搭载仪器。该大学正在进行的是e-POP小卫星项目,该卫星计划2008年发射,用于测量地球大气流失到太空的情况。另外,该校的“斯万姆”项目将为欧洲空间局的飞行任务研制仪器,用于观察地球磁场和电场的变化。
此外,加正在研制本国的“切努克”卫星,该卫星将搭载SWIFT仪器,用于测量地球同温层的风力情况。加还参与NASA的旨在观察地球磁气圈问题的“西米斯”项目。
乌克兰:何永晋(本报驻乌克兰记者)
在保证航空运输机研制生产的同时,在航天方面公布组建本国卫星通讯网的构想,并积极开展国际合作。
2006年乌克兰的航空工业和科技基本上限于运输机的研制和生产。乌著名的哈尔科夫楚古亚飞机修理厂与哈尔科夫航空大学共同研制出军用和民用两种无人驾驶飞机,一种飞机的起飞重量仅80千克,另一种为200千克,两种飞机的样机正在试验中,估计不久将可以定型投产。
在航天领域,以新总理亚努科维奇为首的新内阁批准了“乌克兰2015年前发射10颗通讯卫星组建本国卫星通讯网”的构想草案,并对发射工作做了具体的资金安排。同时,乌航天部门积极开展国际合作。新年伊始,乌宣布打算同美国合作,用“第聂伯”号运载火箭发射登月航天器,实施一项无人飞船登月计划。在
基辅举行的“韩国与乌克兰合作前景”研讨会上,韩乌讨论了两国开展航天与军事合作的前景。据悉,韩国已向乌提出一项共同生产运载火箭的建议,并研究邀请乌专家赴韩指导建造航天发射场问题。另外,乌方也在推进与俄罗斯合作的“地上发射”计划,即把“海射”方案修改为在拜科努尔发射场发射飞行器。
此外,乌研制出炮箭连体式亚轨道监测器。它用榴弹炮充当发射架,像发射炮弹那样将微型固体燃料运载火箭发射升空,这种火箭能将2—3千克的有效载荷送上80—100千米高空,其中的摄像机等监测设备在火箭飞抵40—45千米高空时弹射出来工作,在降落到地面的40分钟时间内,能对100千米高度以下、4万平方千米区域内大气层状况进行有效监测。
德国:顾刚(本报驻德国记者)
2006年政府重视空间领域研究,为国际空间站制成“哥伦布”实验舱。
德国总理默克尔表示,联邦政府将确保在航空航天研究领域的经费。按照政府科技预算,到2009年每年用于航天科技的经费为1.1亿欧元,超过2005年的预算。
5月,德国将历经10年制造的“哥伦布”实验舱,正式移交给欧洲空间局。这个耗资8.8亿欧元打造的空间实验舱预计将在2007年末送入太空,与国际空间站对接。“哥伦布”实验舱是欧空局最大的国际空间站项目,由欧洲10个国家40家公司参与制造,实验舱可容纳3名宇航员,使用寿命至少是10年。它将使国际空间站的规模进一步扩大,并有助于开展太空医学、生物技术、新材料和基础物理方面的研究。
英国:何屹(本报驻英国记者)
2006年,英国开始重视载人航天事业,希望适度参与载人航天活动。英国在天文探测方面还获得了许多重要成果。
尽管英国的经济规模位居世界第四,但英国人认为其载人航天在世界所占的地位与其国家地位极不相符,英国没有相关的载人航天研究,也不具备相应的基础设施。2006年,英国对载人航天进行了总结,认为载人航天事业具有重要的科学价值和无法取代的教育意义,英国适度参与载人航天活动,符合其国家利益。
不过,英国以其雄厚的科研基础为后盾,去年在太空探索方面依然获得了许多重要的科学发现。英国天文学家公布了“坦普尔1号”彗星冰屑喷发量的最新数据,约有25万吨冰屑正在从被撞的“坦普尔1号”彗星上喷发而出,比此前预计的5000吨要大得多。英天文学家还首次观察到,在遥远太空中有一颗编号为WD0137-349的棕矮星正与白矮星相伴而行,该现象证明,这颗棕矮星并没有像预测的那样被红巨星呑没,这对预测太阳系行星未来的命运具有很大帮助。
日本:陈超(本报驻日本记者)
2006年,日本重新审视运载火箭,空间技术方面的消息并不如意,超音速发动机试验失败。
日本目前使用的M5型运载火箭可能下岗,被新型运载火箭取而代之。M5运载火箭的成本在70亿至75亿日元之间,高出先进国家同类性能运载火箭2倍以上。M5运载火箭于1997年首次发射,至今已发射8枚。在计划今年发射一枚太阳观测卫星“太阳B”之后,M5火箭没有发射任务,2010年由新型火箭还是继续由M5火箭发射金星探测器“行星C”,必须在发射的3年之前决定。因此,日本宇宙航空研究开发机构将在2006年度内决定是否研制新型运载火箭,替代成本高昂的M5运载火箭。
3月30日,日本首次试验的四倍音速超音速飞机在澳大利亚试验场失败。这次试验的“超音速燃烧冲压式发动机”,是日本正在开发的新型高速喷气式发动机。作为未来高速空间运输系统发动机的一环,日本宇宙航空研究开发机构自1987年以来,不断对该发动机进行开发试验,希望在未来20年至30年之内投入使用。
材料科学:
美国:毛黎(本报驻美国记者)
2006年美国在材料科学研究方面硕果累累,碳纳米管计算机研究取得重大进展,研制出比自然肌肉健强百倍的人造肌肉,首次发现新超导材料,完成视觉隐身技术原理研究。
美国科研人员开发出一种特殊纳米芯片制造工艺技术,可使碳纳米管晶体管在集成电路上“听从安排”,在硅片上垂直生长出单个碳纳米管。这突破了碳纳米管计算机研发的“瓶颈”。碳纳米晶体管应用于大型集成电路,有助于研发超级运算速度和低能耗的微处理器,预计其运算速度将比目前看好的下一代硅芯片要快10倍,且耗能更少。
德克萨斯大学的纳米专家成功研制出比自然肌肉健强百倍的人造肌肉。这种人造肌肉依靠乙醇和氢等燃料提供动力,具有更强的收缩性。其应用前景十分广泛,可被用来制造电池驱动的假肢、可执行长时间任务的自治机器人以及灵敏传感器等。
麻省理工学院科学家开发出一种新工艺技术,可在常温下用携带特定蛋白质的转基因病毒改造锂离子电池。新工艺将病毒与金属结合后形成的“金属丝”用作电池的电极,大大提高了生产效率和电池的性能。该电池只有米粒般大小,其电量是普通锂电池的3倍。
5月初,杜克大学研究人员首次发现一种新的超导材料———由两层硼原子及其中间所夹的锂原子组成的、具有“三明治”结构的锂硼化合物,其临界温度超过39K,刷新了现今最先进超导材料的临界温度纪录(38K)。该研究中发现的“三明治”结构超导材料研究思路,也将有助于研制和开发综合性能更好的其他超导材料产品。
另外,杜克大学研究人员还和英国伦敦帝国学院的科学家完成了视觉隐身技术的原理研究。研究人员指出,只要制造出性能合适的材料,实用的“隐身衣”完全可能在近期问世,并可能在诸多领域得到应用。例如,这种技术应用于军事领域,则可让军事设施、部队等从敌人眼前“彻底消失”。
俄罗斯:张浩(本报驻俄罗斯记者)
开发出用于火星探测的新型太阳能电池,利用新型材料制成“人造骨”。
俄罗斯克尔德什研究中心开发出可用于火星探测的新型太阳能电池,并研制出使用廉价惰性气体氪或者氩作燃料的探测器发动机,可使火星探测的成本减少80%%。这种太阳能电池以廉价的非晶态硅,替代目前太阳能电池中昂贵的晶体硅或砷化镓半导体材料,非晶态硅膜的镀制成本要比生长单晶硅膜的低得多,而且在技术上更为简单。
俄国家有机化学与工艺科研所和俄科学院的专家,采用新型材料制成“人造骨”。他们选用聚丙烯酸酯等能在生物体内缓慢降解的材料,并按预先设计好的模型将其制成“人造骨”外壳,之后再用化学方法将羟基磷灰石均匀地填入外壳,使两者结合成一个整体。在进一步加工这个假体时,研究人员使用了超临界二氧化碳溶剂。动物试验结果表明,“人造骨”与动物的骨组织破损处能够顺利地长在一起,且未出现副作用,这些特点优于目前修复手术中常用的金属及复合材料。
韩国:邰举(本报驻韩国记者)
韩国在半导体材料加工领域开发出制造和控制纳米零件的新技术,积极进行纳米级元器件的研发与生产。
韩国标准科学研究院成功开发出一种制造和控制纳米零件的新技术,利用新技术可批量生产纳米零件并进行组装。
三星电子公司发布了40纳米32G“NAND”型闪存,在全球率先开始了50纳米DRAM内存的生产,其容量达到1Gb,并在国内外申请了51项专利。与三星电子去年开发的60纳米工艺相比,其工作效率也提高了55%。此外,HYNIX半导体研发出全球速度最快、体积最小的200兆赫512兆数字移动D内存,其耗电量是电脑标准内存的百分之一。
加拿大:杜华斌(本报驻加拿大记者)
2006年加拿大在材料科学研究方面取得一系列成果,包括柔性有机发光二极管新工艺、有机硅纳米新材料、液晶聚合薄膜、单壁碳纳米管生产新方法。
加拿大科学家开发出制作柔性有机发光二极管的工艺方法,有望制造出收卷自如的电视和计算机显示屏幕,该技术还可用于生产发光服装。
加拿大科研人员研制成功一种新的中孔有机硅纳米材料。经测试,该材料绝缘性能良好,将有助于制造出体积更小的电子元器件,甚至还可以用于通过皮肤给药的医疗新方法。
加科学家还发现,将液晶聚合物在玻璃上形成一层薄膜后,可以在微尺度上对其进行加工。他们认为,经过进一步的研究开发,液晶聚合体最终将会在微机械加工中得到全面的应用。
加科研人员研制出大批量、低成本生产单壁碳纳米管的工艺方法。该方法采用了激光技术和诱导耦合热等离子技术,研究人员称新方法可很快进入实际应用。
日本: 陈超(本报驻日本记者)
利用纳米技术开发高性能半导体基片,研制出不让光反射的“人造棱镜”,首次发现变形玻璃合金的形状记忆和超弹性效果
日本政府提出为期五年的开发下一代半导体基片计划。经济产业省将从2007年开始着手开发应用纳米技术的耐高压、高周波的半导体基片。计划中的新技术以氮化合物作半导体基片,开发出基片和成膜新工艺,预计新基片比目前基片性能提高10倍以上。如果计划实施成功,高周波、耐高压的半导体器件研制进程将会突飞猛进。这一技术将广泛应用于汽车混合燃料系统、家电产品以及下一代移动终端等方面,能够实现产品的小型化和节能化。
为解决光纤反射问题,日本理化学研究所的科研人员在对偏光进行研究的过程中,研制出不产生反射的“人造棱镜”。“人造棱镜”是由金和银等贵金属加工成纳米级线圈状的物质集成的。该成果在光纤通信以及激光共振器等,不需要无用光反射的应用领域具有重要意义。
日本物质材料研究机构的科研人员与西安交通大学融合材料研究中心合作研究,在世界上首次发现了变形玻璃合金具有形状记忆和超弹性效果,这一发现推翻了学术界几十年来对形状记忆合金所需条件的认识。形状记忆合金种类因此将会大幅增加。
另外,日本理化学研究所石桥幸治研究小组利用“碳纳米管”的微小结构于世界上首次检测出兆兆赫兹光子。
德国:顾刚(本报驻德国记者)
大力资助白色生物技术发展,另外,研制出高性能发动机需要的新型合金钢。
2006年联邦政府宣布大力资助白色生物技术的发展。白色生物技术主要是指应用微生物和酶来生产各种化工产品。联邦教研部将白色生物技术列为17项国家高技术发展战略之一,并制定了“工业生物技术2021”发展规划。联邦政府计划在未来5年内,提供6000万欧元资助白色生物技术的发展。加上经济界对这一技术的投入,德国白色生物技术的研发费用将达到1.5亿欧元。目前德国已建立起以尤利希研究中心、杜塞尔多夫大学和20家企业合作的白色生物技术园区。
德国马普钢铁研究所研制成功一种可用于制造发电设备、汽车发动机和航空发动机的新型合金钢,这种合金钢的铝含量高达15%%至17%%,具有很强的耐腐蚀性和抗氧化性,可耐1000摄氏度以上的高温。这种新型合金耐高温特性提高了发动机可承受的工作温度,从而降低了发动机的能耗,发动机的效率得以提高。
以色列:田学科(本报驻以色列记者)
以色列科学家找到了一种全新的分析方法,来跟踪分析材料裂痕形成的方向和特征。他们首先将裂缝的表面划分为可进行数学测定的象限,而在每一个象限内,裂缝所形成的不同特征都可以得到准确地测量和评价;其次,为每一个象限分配一个单一的方向性;最后,综合所有象限的信息,进行数据处理和分析。
乌克兰:何永晋(本报驻乌克兰记者)
著名的飞机发动机研究与制造公司———“马达西奇”公司研制出一种人造膝关节,其三个部件分别用铬钴合金、钛合金和聚乙烯材料等作为材料。这种人造膝关节性能可与西方同类产品媲美,但价格则低得多,仅为1000欧元。 (摘自:科报网)
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