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空间环境对低地球轨道柔性材料的影响 G. Bitetti (1) , S. Mileti (1) , M.Marchetti (1) , P. Miccichè (1) (1) 航空航天系
空间环境对低地球轨道柔性材料的影响 G. Bitetti (1) 、S. Mileti (1) 、M.Marchetti (1) 、P. Miccichè (1) (1) 意大利罗马“La Sapienza”大学航空航天和宇航工程系，Via Eudossiana 18，邮编 00184。电话 0039-0644585800，传真 0039-0644585670 电子邮件：grazia.bitetti@.uniroma1.it 摘要 未来的长期太空任务基于应用新型材料来替代金属材料，保持相同的机械和热光性能，但降低任务成本并满足结构设计要求。新的充气技术涉及使用柔性材料（纺织品、薄膜和低密度泡沫），以便获得小体积的可包装结构，从而增加有效载荷能力。由于与操作环境相关的破坏性因素，正确选择材料的起点是空间环境测试活动。本工作涉及对用于低地球轨道 (LEO) 充气应用的一些纺织品的测试活动，特别是 Kevlar、Zylon 和 Vectran。已经使用位于罗马 La Sapienza 大学航空航天系的 SASLab 实验室开发的两种不同的空间环境模拟器进行了环境测试，以研究高真空、热循环和原子氧效应。1. 简介未来长期太空探索任务最重要的要求是使用比机械同类产品更轻、更便宜的材料来设计空间结构，以保持相同的结构可靠性并延长使用寿命。将它们包装在更小的体积中的可能性可以降低任务成本。为了满足上述目标，已经开发出一种基于柔性结构设计的有前途的技术。充气技术涉及可展开结构，无论是否可刚性化，它都使用薄材料来减轻重量和提高包装效率：体积比最好的传统系统减少两倍以上。可展开结构可以轻松适应各种形状，生产成本低。过去，可扩展结构一直用于建造空间天线、太阳能电池阵、遮阳板和太空服。目前，越来越多的
太空活动的宏观经济溢出效应
2020 年 5 月 30 日，在阿波罗任务 (1) 完成 50 多年后，猎鹰 9 号火箭发射了新的太空舱——载人龙飞船。此次任务由 SpaceX 负责，SpaceX 是一家由埃隆·马斯克于 2002 年创立的私人公司。相反，从水星号（1961 年）到航天飞机（1981 年至 2011 年）的所有太空任务都是由美国政府的大型项目执行的，这些项目主要由 NASA 牵头，因为高昂的成本和风险使得私人参与者通常无法进入该领域。因此，运行阿波罗计划所需的大量高科技创新主要由太空领域的需求驱动：世界上最大的火箭、世界上最小、最快的计算机、世界上第一个高速数据网络、太空服和太空食品 (2)。阿波罗计划的大部分技术都必须从头开始发明，经通胀调整后估计成本约为 1520 亿美元 (3)。从物理学到化学、材料科学和工程学，对太空的追求产生了革命性的技术，这些技术已转化为工业领域。如今，随着航天器开发成本的下降以及遥感和数据分析能力的提高，私营太空公司开展了更多的太空探索和投资活动。自 2008 年首次成功发射（SpaceX 的猎鹰 1 号）以来，私营部门已通过其他里程碑式任务进入太空行业，例如杰夫·贝佐斯资助的蓝色起源（2016 年）和 SpaceX 的猎鹰 9 号（2017 年）。总体而言，商业太空是一个庞大且快速增长的市场，未来十年将价值数万亿美元 (3)。太空活动的最新发展表明，私人和公共参与者的互动方式随着时间的推移发生了重大变化。已经从集中的公共太空行业转变为分散的、竞争性的、公平的行业，私人参与者承担的风险比以前更大 (4)。最近的合作采取公私伙伴关系的形式，公共和私人参与者共担风险和回报。过去二十年，我们目睹了太空活动的复兴，这为可能产生巨大经济溢出效应的重大技术发展打开了大门 (5)。这些溢出效应可能对全球经济产生额外刺激，(6) 值得深思熟虑地讨论。最终，这个太空活动的新时代可能会让人类在未来定居太空，增强地球生命的可持续性。量化太空活动对地球经济溢出效应的研究仍然缺乏。为了解决现有的差距，我们提出了一个双部门实际商业周期增长模型，该模型以航天工业对新技术的溢出效应为特征。该模型使用贝叶斯方法对美国数据进行估算，我们包括了航天工业的部门数据。我们的主要发现是，太空活动对经济产生了积极的溢出效应，但随着时间的推移，溢出效应的强度不同。这些溢出效应在 20 世纪 60 年代末至 80 年代初达到最高值，在 21 世纪达到最低值。我们考虑进行一项模拟练习，在高溢出和低溢出情景下，太空生产量增加相同的数量。我们发现，当与高太空部门溢出相关时，对产出的传导效应会增加一倍以上。
优秀的太空小说
我们的太阳系中充满了奇异和神奇，但在星际间探险是一种独特的体验。《穿上太空服，去旅行》是一本儿童读物，读起来仍然很有趣。Skyway Soap 口号比赛的获胜者获得了一次免费月球之旅作为一等奖。二等奖是一件真正的太空服，由具有科学头脑的高中生 Kip Russell 赢得。他知道有一天他会用它探索星空，但在他能做到之前，他在自家后院试穿了这套衣服，发现自己身处一艘太空海盗船上，正朝着他的最终目的地前进。《Uplift》系列探索了一个未来，没有一个物种能够在没有赞助人种族提升的情况下获得知觉。最大的谜团仍未解开：是谁提升了人类？地球探险船 Streaker 在 Kithrup 坠毁，发现了一个可能改变银河历史进程的关键发现。约翰·佩里 75 岁生日有两件大事。他先是去拜访妻子的坟墓，然后参军。人类终于进入了星际空间，但适合居住的星球却很少，愿意为之战斗的外星物种却很常见。人类与外星人之间的战争已经持续了几十年。约翰·佩里与殖民防卫军达成协议，用两年的前线服务换取他们其中一个殖民星球上的家园。他只对会发生什么有一个模糊的概念，因为距离家乡数光年的实际战斗将比他想象的要艰难得多。给定文本是关于一个平行宇宙的，科学家、哲学家和数学家隐居在古老的修道院围墙后面。他们被召回世界，以应对一场天文数字般的危机。在这个宇宙中，人类已经殖民了银河系，并通过基因工程改善了生活。然而，一名叛徒与外星实体的偶然相遇打开了一个通往一个维度的门户，让被称为“现实功能障碍”的奇怪生物进入他们的宇宙。故事发生在两个不同的时间段：公元 2600 年，人类发展得非常顺利；以及 22 世纪，人类已经在附近类似地球的星球上殖民。其中一个星球伊西斯，拥有丰富的基于复杂 DNA 的动植物，但由于对人类有毒性，它也是一个永久性的四级热区。主角佐伊·费舍尔被克隆出来并进行了基因改造以探索伊西斯，但她体内却隐藏着连她自己都没想到的秘密。随着亚历克斯·本尼迪克特在他叔叔死后深入研究他的神秘项目，围绕人类文明与外星物种之间战争的谜团逐渐揭开。调查发现了挑战现任政府基础的秘密。这部科幻小说《战争天赋》可以说是一部以遥远未来为背景的悬疑小说，而不是一部充满动作的冒险小说。对于喜欢以人物为主导的故事并喜欢深入了解人物内心的读者来说，这是完美的选择。一些评论家认为这不是麦克德维特最好的作品，但它为广受好评的续集奠定了基础。《海伯利安》是一部采用了《坎特伯雷故事集》结构但又属于科幻小说的小说，讲述了七位朝圣者前往海伯利安寻找生命的答案并掌握可能决定人类命运的秘密的故事。故事发生在一个战争星系，伯劳鸟生物在那里等待着那些试图摧毁它或崇拜它的人。在《门户》中，探索了与外星技术的第一次接触，当人物驾驭难以理解的技术时，故事充满了幽默和紧张感。《Tau Zero》深入探讨了光速发动机故障的后果，这反而加速了飞船的速度。这部小说巧妙地探索了被困在飞船中的人类在面对近光速旅行的影响时的反应。在遥远的未来，洛尔克·冯·雷在强烈的复仇欲望驱使下，冒险进入一颗新形成的太阳中心，取回七吨伊利里昂，这是星际旅行的关键元素。洛尔克的船员由一名吉普赛音乐家和一名痴迷月球的学者组成，但他的真实动机却笼罩在神秘之中。潜在的利润巨大，让他得以组建一支诱人的团队。与此同时，人类已经殖民了太阳系，但星星仍然遥不可及。吉姆·霍尔登警官是冰矿开采队的一员，他偶然发现了一艘废弃的船，斯科普里号，上面藏有一个秘密，有人会不惜一切代价去夺取它。米勒侦探在寻找一个特定的女孩时，找到了斯科普里号和叛军同情者霍尔登，发现这个女孩可能掌握着一切的钥匙。随着赌注的不断升级，霍尔登和米勒必须应对地球政府、外星球革命者和秘密公司的复杂关系。数千年后，在宇宙的另一个角落，智慧生物被他们在太空中的位置所束缚。当斯特劳姆王国使用一件古老的超凡神器作为武器时，他们无意中释放出一种毁灭性的力量，摧毁了无数世界并奴役了所有智慧。一个科学家家庭，包括两个孩子，被一个拥有中世纪文化的外星种族 Tines 俘虏，并卷入了一场残酷的权力斗争。必须发起救援任务来拯救孩子们，并揭开一个可以拯救星际文明的秘密。由于在载着死去外星人的光帆探测器进入人类系统之前，人类从未与外星生命有过接触，因此派遣了一支探险队，追踪探测器的起源，回到厚厚的尘埃云中的孤立恒星 Mote。这部由阿拉斯泰尔·雷诺兹创作的庞大的硬科幻故事名为《启示录空间》，罗伯特·A·海因莱因称这可能是他读过的最好的小说。外星人、人工智能的融合，巨型建筑、殖民星球、远古谜团、机器人、巨型宇宙飞船、阴谋、背叛和谋杀，这部小说充满了新颖的想法。另一方面，厄休拉·勒古恩的《一无所有》是一部乌托邦式科幻小说，发生在与她早期作品《黑暗的左手》相同的虚构宇宙中。这个故事讲述了谢维克，一位才华横溢的物理学家，他决定采取行动，挑战他所在的无政府主义者星球上复杂的生命结构。与此同时，道格拉斯·亚当斯的幽默科幻小说《银河系漫游指南》是一部喜剧杰作，从地球毁灭开始，然后陷入混乱。这本书应该独自阅读，因为它可能会让你笑得停不下来，并惹恼你周围的人。艾伦·E·诺尔斯的经典赛博朋克小说《群星我的归宿》预示了后来赛博朋克运动的许多主要内容，包括权力与政府相抗衡的超级企业和对未来的黑暗愿景。最后，斯坦尼斯拉夫·莱姆的《索拉里斯》是一部发人深省的科幻杰作，探讨了人类与外星生命形式的互动。在这本书中，人类被描绘成有缺陷和容易犯错的，而外星人则被描绘成真正的外星人，甚至连最善意的人类也无法交流。已故亲人的神秘记忆似乎以物理相似的形式复活，这是凯尔文在探索这颗星球时观察到的现象。其他冒险进入这个未知领域的人面临着自己被压抑的记忆，这些记忆已经呈现出有形的存在。巨大的索拉里斯海洋可能是这些化身记忆的催化剂，尽管它的目的和动机仍然笼罩在神秘之中，这促使凯尔文重新评估他的使命，并思考只有首先面对自己内心深处的想法才能真正理解宇宙的可能性。同时，书中还提到了著名科幻小说作家伊恩·M·班克斯和他的《文化》系列，毫无疑问，该系列值得列入这一流派的任何著名作品名单。神秘人物切拉德宁·扎卡尔维是特殊情况雇佣的高级特工，他通过狡猾、战略操纵和军事实力的结合，在塑造行星的命运方面发挥着关键作用。尽管与他非常熟悉，但迪齐特·斯玛最终无法完全理解他的复杂性。弗兰克·赫伯特的巨作《沙丘》是有史以来最畅销的科幻小说，它催生出了一个超越系列界限的庞大系列。沙丘宇宙是一系列有趣而奇幻的物种的家园，沙虫是科幻文学领域中最迷人和最神秘的生物之一。沙丘中的许多人类角色都经历了深刻的转变，常常接近神秘而非技术。遗憾的是，尽管多位电影制作人进行了多次尝试，但《沙丘》的视觉改编仍未实现。谁能破解这个密码并制作出一部引起粉丝共鸣的电影或电视剧，谁就有可能获得丰厚的经济回报。在此期间，建议爱好者们沉浸在赫伯特的原著中，尤其是《沙丘》和《沙丘神帝》，同时将弗兰克的儿子布莱恩和凯文·J·安德森撰写的其他书籍视为有趣但可能与前作相比缺乏深度。