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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    進軍太空后繼有人

                    2018-01-29 18:02:00

                      印度高中生設計全球最輕衛星

                      2017年6月21日,在震耳欲聾的轟鳴聲中,“卡拉姆號”和其他參與實驗的衛星從美國宇航局(NASA)位于弗吉尼亞州瓦勒普斯島發射升空。該衛星的主要目的是展示碳纖維3D 打印技術的表現,檢測3D打印的輕質外殼的持久性,證明碳纖維材料能否適應衛星發射和收回進程中的惡劣環境。一旦通過測驗,這無疑將變成3D打印技術的一個新的里程碑?!翱ɡ诽枴毙l星在發射后將進入亞軌道飛行,整個任務時長4小時。在這段時間內,衛星將在太空微重力環境中運行12分鐘。衛星內部攜帶了新型的車載計算機和8個本地內置的傳感器,可實時傳輸衛星狀況,測量衛星線速度、角速度數據,檢測地球周圍的磁場環境。

                      這顆衛星由現年18歲的印度高三學生里法特·沙魯克和他的團隊設計,這是印度學生的實驗作品首次被NASA實際采用。不久前,NASA和全球性教育機構“I Doodle Learning”面向學生舉辦了“太空立方體”比賽,要求參賽者規劃出一件小型太空設備,可以塞進邊長4米的立方體內,而且質量不能超過64克。來自57個國家的青少年提交了8.6萬個設計項目,沙魯克和他的團隊設計的衛星脫穎而出,榮獲冠軍,被選為80個試驗作品之一。這顆邊長4厘米的碳化纖維立方體用3D技術打印而成,造價約1500美元(約合10000人民幣),重量僅64克,只有一枚雞蛋重。為了紀念印度航天先驅、前總統,他們將這顆衛星命名為“卡拉姆號”。沙魯克的衛星設計得到主辦方的好評,被稱為空間“多維數據集”。

                      “我們對全球許多不同的立方體衛星做過研究,然后從頭開始設計,用一種名叫碳纖維增強聚合物的材料3D打印出來。這種聚合物在美國正在被開發用于火箭發動機上,可見它具有耐高溫、高強度的特性?!鄙臭斂讼蛴《取渡虡I標準報》記者介紹說,“我們設計的‘卡拉姆號’衛星是全球最細小輕巧的衛星?!鄙臭斂藖碜蕴┟谞柤{德邦的一個小鎮,現在是總部設在金奈的“印度太空青少年組織”的首席科學家。該組織致力于為印度兒童和青少年普及科學和教育。

                      這不是他的第一項發明,15歲時他曾參加由“印度太空青少年組織”主辦的“2015年印度青年科學家競賽”,制作并升空的1200克氦氣球奪得第一名,他因此榮獲“2015年度印度青年科學家”稱號。該氦氣球攜帶有15種不同類型的傳感器、加速計、化學取暖器、全球定位系統(GPS)和全球移動通信系統(GSM),可用作氣象部門的氣象氣球,在低于兩公里的空中進行氣象觀測,收集數據。

                      沙魯克從小就對科學感興趣,喜歡探索各種事物,尤其是鉆研世界各地的微型人造衛星。父親在印度空間研究組織工作。他還清楚地記得自己5歲時,印度發射了一枚火箭,但遺憾的是發生了爆炸。沙魯克回憶道:“那時候我愛折疊紙火箭,但我的父親不讓我玩,說要么就擺弄真正的火箭。這啟發了我,從那時起我就渴望能有機會向太空發射火箭或衛星?!?/font>

                      “讀9年級的時候,沙魯克就已經向我提出了這個想法,”“印度太空青少年組織”負責人什里馬特伊·克薩恩博士說,“從那時起,我們就開始了這個項目,但是由于印度有不允許衛星電話跟蹤這樣的規定,我們遇到了許多困難。然而最終政府還是對我們的項目大開綠燈,并鼓勵我們去創造歷史?!?/font>

                      俄羅斯大學生研發夜空中最亮的衛星

                      在俄羅斯莫斯科國立羅蒙諾索夫大學(簡稱莫斯科大學),一個大學生研制團隊正在積極籌備,計劃把一顆名叫“Mayak”的人造衛星發射到距離地球600千米的太陽同步軌道上。在俄語中,“Mayak”含有“燈塔”的意思。在到達太陽同步軌道之后,這顆人造衛星會一直面對地球,展開自帶的超薄高分子膜,膜的厚度是人類頭發的二十分之一。薄膜可組成一個總面積為16平方米的反光鏡,鏡子呈金字塔狀。在反射光的作用下,“Mayak”有可能成為夜空中最閃亮的明星。它最亮時可以達到“-10等”(注:星等是指星體在天空中的相對亮度,也稱“視星等”,有正負值,一般數值越小,星星越亮,“-10等”已經超過在地面上可見的最亮人造衛星),亮度比金星最亮的時候還要亮上100倍。另外,大學生們還將給“Mayak”人造衛星開發一套空氣動力制動系統,用以改變航道來躲避太空垃圾。它將使用降落傘設計,可以確保在墜落地球大氣層時被徹底燒毀,不留下太空垃圾。

                      雖然“Mayak”人造衛星只是大學生的業余作品,但有趣的是該項目在2014年和2016年間已經開展過兩次眾籌?,F在已經籌到了180萬盧布(約合21萬元人民幣),足以用作下一階段測試。俄羅斯聯邦航天局將“Mayak”人造衛星列入“聯盟號(Soyuz-2 rocket)火箭”發射計劃,預計今年8月發射升空,屆時這顆“夜空中最亮的星”或許真的會成為所有人眼中的盛景。據悉,用于監控森林火災的Canopus-B遙感衛星也安排在此次“聯盟號”火箭發射計劃之中。

                      然而,這個聽起來非常美好的項目也遭遇到激烈的批評之聲。天文學家尼克·霍維斯就強調:“這個計劃是非?;闹嚨?,因為‘Mayak’人造衛星很可能將人們恢復黑暗夜空的努力毀于一旦。雖然早期控制夜間燈光的努力主要集中在保護專業天文學家和天文愛好者的觀測場所,但是現在越來越多的照明專家、環境團體和生物醫學專業人士已經意識到,光污染還會對現代社會的其他方面產生深遠的影響,最近大家的注意力集中在更為緊迫的問題上——被破壞的夜空會如何擾亂人類24小時的晝夜節律上?!?/font>

                      而領導“Mayak”人造衛星項目研制的亞歷山大·謝恩高表示:“雖然‘Mayak’人造衛星沒有任何科研目的,完全是為了‘裝點天空’,但是我們還是堅持要這么做。目的就是想打破人們對太空探索的固有印象,讓人們知道太空探索是一種非常令人興奮和有趣的東西。就目前來說,最重要的是要讓所有人都感興趣。 此外,我們還想告訴人們,這一行門檻沒那么高,透過‘Mayak’人造衛星可以令更多人去探索太空。如果你喜歡的話,也可以參與進來?!?/font>

                      與其他眾籌活動相同,“Mayak”人造衛星項目還計劃開發一個手機應用程序,將用于隨時為用戶發送衛星定位。此外,該項目還有一項延伸目標:在莫斯科航天博物館建造一個“Mayak”人造衛星的四面體模型。在此之后,該團隊希望能夠建立一個實驗性的大氣制動系統,這個系統可以幫助“Mayak”以及其他衛星在沒有反推進火箭的幫助下,再次進入大氣層并且能夠得到修復?!岸砹_斯對于反射鏡的探索淵源已久”,俄羅斯太空總署發言人維亞切斯拉夫·米哈伊里琴科指出,“‘Mayak’人造衛星計劃值得期待。吸引年輕人加入俄羅斯的太空事業是我們的首要目標,我們一直樂于與大學合作,支持類似‘May-ak’人造衛星的太空計劃,希望未來能有更多學生投入到太空探索中來?!?/font>

                      實施“STEM項目”非洲女中學生幫助造衛星

                      2017年5月,南非米塔經濟發展組織(Meta Economic Develop-ment Organization,以下簡稱 ME-DO)的衛星即將奔向宇宙。這是非洲第一顆民營衛星,有望載入非洲航空航天發展史冊。它將繞著地球的極地軌道飛行,掃描非洲大陸地表,檢超薄高分子膜組成 16 平方米的反射鏡測這片大陸變化莫測的天氣。然而,出人意料的是,這顆衛星竟是由南非10多名高中女生研發的。

                      MEDO正在南非實施鼓舞人心的“STEM項目”,吸引中學生加入科學和數學領域。這家民營機構與一些成功和即將成功的企業家合作,得到著名的本地和跨國企業以及南非貿易與工業部對項目的資金支持。目前MEDO正在與各方面的專家合作,聘請美國著名的空間科學家本·馬爾菲拉斯博士進行指導。MEDO不久前還與開普半島科技大學簽訂了一份合作協議,這所南非杰出的職業教育培訓中心兩年前成功發射了衛星TshipisoSat,現在正在從事其他幾個衛星項目。

                      據MEDO太空計劃經理卡拉·德-克勒克介紹說,MEDO想用衛星做一件大事,但直到參觀訪問了美國摩爾海德州立大學空間科學中心之后,才最終形成了一個明確的想法——創立“女生STEM項目”。

                      “STEM項目”的活動以兩種形式進行:一是集中安排在周末的“SPACEPrep”電子車間,二是在學校放假期間開辦的一周“SPACETrek”夏令營。

                      其中“女生 STEM 項目”以“SPACETrek”夏令營為基地,讓這些女孩在車間里學習實用科學的基本知識,動手制作電子產品。每個參與者可以在這里制作、安裝自己的機器人,并實現動作、光線和聲音操控。

                      “與大部分民營衛星不同的是,這顆衛星的負載實驗室等部分交給女孩子去設計和完成。德-克勒克強調說:“在非洲,‘女生STEM項目’僅僅是激勵女中學生進入科學和技術領域的開始。該項目計劃走出南非,讓納米比亞、馬拉維、肯尼亞和盧旺達的女孩也能從中獲益?!?/font>

                      在“SPACETrek”夏令營的實驗中,女生們對低成本的小型Crick-etSat衛星進行編程,并使用高空氣象氣球將它送上天空。她們憑此收集熱成像數據,完成了對旱澇等自然災害的早期探測任務,反過來也有助于她們配置衛星的負載實驗室。一旦發射成功,衛星會每隔48小時將收集的數據傳送回地球。

                      17歲女孩布里塔尼·布爾是“女生STEM項目”的一名成員,來自于鵜鶘公園高級中學?!跋M麑脮r衛星能夠發送良好的信號,”她介紹說,“這樣我們就能獲得可靠的數據,幫助科學家判斷和預測未來非洲可能面臨的問題。我們經常面臨很多諸如森林大火、干旱和洪水等自然災害,但總是無法及時知曉。衛星將首先用于農作物監測,讓我們了解什么地方更適合種植糧食、樹木和植被,并為監控偏遠地區的農作物提供方案?!?/font>

                      16歲的瑟?!っ汕瑔⑺纪咭彩琼椖拷M成員,就讀于腓立比高級中學。她出身于一個單親家庭,母親是一位家政工。蒙乾啟思瓦認為,南非經歷過最為嚴重的旱澇災害,但很多時候并不能及時發現。對非洲來說,衛星的應用是一個全新的領域,在改變經濟方面能夠起到積極的作用?!霸谌祟愄剿饔钪鏆v程的近半個世紀里,非洲居民一直只是旁觀者?!泵汕瑔⑺纪弑硎?,“我決心改變這一現狀,成為一名空間工程師或宇航員,讓母親感到驕傲?!?/font>

                      布爾補充道:“非洲開始行動起來了,我要告訴同齡的女孩們,不應為自己的性別設定條條框框,可以從事包括航空航天在內的任何自己喜歡的工作?!?/font>

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