图1:美国宇航局的开普勒太空望远镜
外星人猎手


图3:欧州空间局(ESA )的赫歇尔(Herschel)空间天文台
下一个“哈勃”

赫歇尔目前已取代哈勃成为太空中最大的望远镜,这个口径为11.5英尺(是哈勃望远镜口径的1.5倍)的庞然大物,是在今年5月份被送入太空的,并在6月份首次“睁开眼睛”观察这个宇宙。这个望远镜将与其它设备协同工作,观测人眼所不能看见的远红外线和次毫米波段光,并能透过星际尘埃拍摄高达数十亿光年以外星系的照片。
herschel.esac.esa.int
图4:欧州空间局的普朗克( Planck )探测卫星
看到大爆炸

在5月份与赫歇尔空间天文台一起发射的普朗克探测卫星,将研究宇宙大爆炸之后前37万年时留下的辐射——科学家称为宇宙微波背景辐射(cosmic microwave background),或CMB——它的分辨率是以前同类卫星的3倍。为了检测宇宙微波背景辐射小到百万分之一度的温度差异(相当于在地球上检测月球上一只兔子的体温),普朗克使用两个设备,一个是高频探测器,另一个是低频探测器。为了防止卫星自身的热量干扰它的观测,进入轨道后普朗克的设备要经过几个阶段的冷却;现在它的温度已经降低到华氏零下459.49度,普朗克的高频设备是宇宙中已知的温度最低的物体。通过比以往任何时候更精确地分析宇宙微波背景辐射,科学家们希望能找到有关宇宙棘手的问题的答案,如宇宙究竟有多大部分由暗物质构成。 。
图5:普惠(Pratt & Whitney )纯电力齿轮涡扇发动机
省油喷射

大多数喷气发动机中,将空气抽进发动机的风扇((更确切的称呼是扇涡轮)直接与压缩空气的压缩机相连,因此它们必须以同样的速率转动。纯电力发动机通过在压缩机和风扇之间放置齿轮,将二者分开,在设计上能获得更高的工作效率:一个更大的转速较慢的风扇向一个较小、转速较快的涡轮输送空气。改进后的发动机更短小,更轻便,却能产生和传统的更大的涡轮机一样的动力,而且减少12%至15%的燃料,减少35%的二氧化碳排放。普萊特和惠特尼公司已于今年完成地面和空中测试,最早一批发动机将于2013年开始被安装到庞巴迪C系列飞机上。
图6:美国宇航局发射中止系统
美国宇航局的逃生舱

美国宇航局迄今为止在下一代航天计划“星座计划(Constellation)”上的最大进展,是今年发射终止系统发动机的试验获得成功。它将在紧急情况下启动,向上猛拽搭载有宇航员的太空舱,使其与下面的发射火箭分离。
这一系统将在短短3秒钟内消耗4700磅推进剂,用姿态控制喷嘴让太空舱在以超过6000英里/小时的速度脱离故障火箭时保持垂直向上。然后,太空舱和宇航员再用多个降落伞安全返回地面。
图7:100可再生喷气燃料
生态喷气燃料

北达科他州大学能源和环境研究中心(North Dakota’s Energy and Environmental Research Center )的科学家通过改进诸如用于炼油工业的催化剂,从植物油中提取出一种燃料。它各方面的性能与军用等级的喷气燃料JP-8毫无区别,是第一种在零下52.6华氏依然能够保持液态的生物燃料(在高海拔地方使用的必要条件),并且能量密度也达到喷气发动机的要求。这项研究得到美国国防部高级研究计划署(Darpa)的资助。在今年7月份,美国Flometrics工程公司用它成功发射一支20英尺长的火箭。
图8:派珀飞机公司(Piper Aircraft )的派珀喷气飞机( PiperJet)
目前最好的小型喷气式飞机

“极轻喷气机”(VLJ)指的是一种新发明的小型喷气动力飞机,具有传统私人喷气飞机的速度和完善,但价格却相对低廉,对飞行培训的要求较低。在今年的测试中,目前功能最强大的一款VLJ飞机,派珀喷气飞机(PiperJet)飞到其最高飞行限度海拔3.5万英尺的高度。这是商用飞机使用的气流相对平稳的飞行高度。凭借计划中的414英里的巡航时速和1300海里的飞行范围,售价200万美元的派珀喷气飞机可以用不到2.5小时的时间从纽约飞到圣路易斯(St. Louis ),而中途不用加油。
图9:西科斯基X2直升机
最快的直升机

直升飞机通过顶部螺旋桨前倾制造向前推力,这一设计意味着它们能够稳定地在空中悬浮,但速度远远不能和普通飞机相比。西科斯基公司的西科斯基X2样机克服了这一局限。它在设计中增加了反向旋转马达和一个朝向尾部的推进器,推动飞机以更快速度向前飞行。顶端的反向旋转旋叶结合电子控制装置能让飞行员轻松地保持飞机在悬浮时的稳定。西科斯基公司相信,这款X2直升飞机将在今年将打破250海里的直升飞机飞行速度纪录。
图10:美国宇航局月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)
月球绘图仪

月球勘测轨道飞行器在今年6月发射升空,能够利用其携带的七件科学仪器传回迄今为止最清晰的月球照片。除了拍摄月球表面的高分辨率图片及绘制三维地形图之外,飞行器还能发回月球的其它信息,如表面辐射、表明温度、土壤构成、是否存在水冰等等。科学家特别感兴趣的是为未来的人类登月行动寻找合适的着陆地点和资源。飞行器发回的6次阿波罗登月行动着陆地点的照片是如此清晰,甚至在距月球31英里的月球勘测轨道飞行器的轨道上拍摄的,当年宇航员留下的痕迹仍清晰可见。