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高性能科学卫星的可持续发展之路
高性能科学卫星的可持续发展之路 高性能科学卫星目前是政府资助机构的专属领域。Twinkle 太空任务背后的团队正在开发一种新型小型可持续科学卫星，利用商业太空领域的最新创新。 太空机构执行的科学任务对科学和社会产生了变革性影响。旅行者号等任务揭示了有关我们太阳系及其他地区的宝贵信息，而 Envisat 等地球观测卫星则提供了证实全球变暖的长期温度趋势。这些开创性的任务带来了无数发现，并为太空仪器设定了高技术标准。 哈勃和斯皮策太空望远镜以及 XMM-Newton 等一般空间科学观测站通常涵盖多种科学用例。这些卫星内的高性能科学仪器通常需要为每个任务专门开发的复杂而尖端的技术。由于开发时间长且实施成本高，与商业地球观测等其他领域相比，运行中的科学卫星数量相对较少。因此，到目前为止，科学界不得不在大量超额认购的太空望远镜上争夺时间。地面观测和新的小型机器人望远镜网络通常更容易获得，设施由政府间和私人组织建造和管理。许多这样的设施已经开发出创新的数据访问模型，包括出售望远镜“夜晚”和基于会员制的调查合作模型。随着时间的推移，社区已经习惯了这种新方法，购买“望远镜时间”的资金补助也随之增加。不幸的是，地面观测有其自身的挑战和局限性，由于地球大气的吸收和散射，大部分电磁波谱被阻挡。此外，天空和望远镜的热背景变化很大，使得在红外波长下无法进行高精度的地面观测。太空仪器可以克服这些问题，但众所周知，将卫星送入太空既困难又昂贵。全球许多大学和研究机构都通过建造内部科学“立方体卫星”（质量为几公斤 1 的卫星）来挑战当前模式。然而，与立方体卫星格式兼容的仪器通常太小，无法解决广泛的科学问题。到目前为止，这些问题只能通过政府机构建造的旗舰任务来解决。
过去定向标量场梯度和标量张量热力学
有多种动机将引力理论扩展到爱因斯坦广义相对论 (GR) 之外。所有将这一理论与量子物理相协调的尝试都会以额外场、高阶运动方程或高阶曲率不变量的形式引入与广义相对论的偏差。例如，取弦理论中最简单的玻色弦理论的低能极限，得到 ω = − 1 布兰斯-迪克理论，而不是广义相对论，后者是标量张量理论的原型（ω 是布兰斯-迪克耦合）[1,2]。然而，研究替代引力理论的最有力动机来自宇宙学。例如，最受数据青睐的膨胀模型，即斯塔罗宾斯基膨胀，包括对广义相对论的量子修正。最重要的是，基于广义相对论的标准冷暗物质宇宙学模型无法令人满意地理解当今宇宙的加速膨胀：它需要引入一个令人惊奇的精细调节的宇宙常数或另一种形式的特设暗能量，而暗能量的性质仍然难以捉摸[3]。无论如何，即使承认暗能量的存在，冷暗物质的其他问题仍然无法解决，如哈勃张力[4,5]、对同样神秘的暗物质的要求，以及困扰宇宙学和黑洞物理学的奇点问题。因此，研究其他引力理论来解决或缓解这些问题至少是合理的。修改广义相对论最简单的方法是增加一个标量（大质量）自由度，这导致了 Brans-Dicke 引力[6]及其标量-张量推广[7-10]。 f(R) 类引力理论原来是标量张量理论的一个子类，它在解释当前没有暗能量的宇宙加速过程中非常流行（[11]，参见[12-14]的评论）。在过去的十年中，旧的 Horndeski 引力 [15] 被重新审视并进行了深入研究（参见[16]的评论）。这类理论被认为是最一般的标量张量引力，允许二阶运动方程，但后来人们发现，如果满足合适的退化条件，更一般的退化高阶标量张量 (DHOST) 理论可以允许二阶运动方程（参见[17]的评论）。Horndeski 和 DHOST 理论在其作用中包含任意函数，这使得场方程非常繁琐，研究起来也很困难。多信使事件 GW170817/GRB170817 [ 18 , 19 ] 证实了引力波模式以光速传播，这基本上排除了结构最复杂的 Horndeski 理论 [ 20 ]，但仍存在许多可能性（对应于作用中的四个自由函数）。因此，很难掌握这些理论及其解决方案的详细物理意义，并且大部分工作必然局限于形式理论方面和寻找分析解决方案。
高级空间体系结构程序（ASAP）
摘要美国在太空探索和利用方面的领导能力可以通过使用根本不同的空间操作方法与当今存在的空间操作大大加速。当今的大多数航天器都被锁定在其启动配置中，几乎没有或根本无法在太空中更新或维修。但是，通过利用最新的和新兴的能力来制造，组装和服务航天器，我们可以显着提高空间系统的成本效益，生产力和弹性。为了实现这一目标，拜登 - 哈里斯管理局（Biden-Harris Administration）应启动新的高级太空架构计划（ASAP），以实现新一代的空间内操作。ASAP将根据公私财团模式运作，以利用政府投资，参与广泛的社区并获得国际合作伙伴的支持。在本备忘录中，我们提出了两个具体的任务，下一任政府可以尽早执行ASAP计划并证明其功效。尽快发起，将有助于新政府的使命更好地建立回归：对于我们的经济，科学和探索，以减轻气候危机以及为我们国家的安全方面的国际领导力。挑战和机会，除了国际空间站和哈勃太空望远镜的显着外，今天的航天器在其发射罩中紧密压实，载有他们将拥有的所有燃料和仪器，没有能力在其一生中补充或改进。如果遭到损害，我们可以恢复和修复高价值资产。限制我们的航天器设计要在地球上构建，以适合单一的发射罩，并且永远不会重新审视服务或改进的结果，从而使其变得精致，昂贵且僵化的系统。，但部分归功于地球到空间和空间运输和空间操作的新发展，我们现在拥有在太空中制造，组装和服务航天器的技术。这些新功能提供了大幅提高我们太空系统的成本，生产力和弹性的机会。我们可以在各种低成本的发射车上启动原材料和基本元素，作为商品项目，将转换为轨道上的最终物品，例如持续的平台，大型孔或燃料库。我们可以在太空中构建和运营非常大的结构，即无法从地球发射的结构，以实现无法想象的科学，探索，商业企业和国家安全的能力。我们可以将多元素空间系统重新配置为新的轨道和操作配置。所有这些可能性都在我们的技术掌握范围内。美国联邦政府可以通过创建空间运营，促进标准，在国际合作伙伴之间启动协调并为早期阶段的技术提供
国家科学基金会
风险，高回报研究，没有明显的业务案例。要求在26财年的SMD要求提供的90亿美元将为代理机构提供必要的资源，以追求长期任务，包括地球物理动力学星座和可居住的世界天文台，以及一支由Chandra X射线观测值，X射线观测机，Hubble Space Telescope，Persever，Perseverance，Perseverance and Curi＆Curi usered Rovers等人进行操作和开发航天器的车队。NASA - 大学关于科学任务的伙伴关系彻底改变了人们对太空科学，生命科学和航空的理解，从而使空间旅行成为新领域。例如，NASA Psyche Mission已与十多个大学和研究机构合作开设了航天器，以研究我们太阳能系统中岩石体的形成。对SMD研究的投资将为未来的人类对月球，火星和太阳系的探索提供帮助，同时支持高技能的太空劳动力以及基本基础研究，基础设施和设施的进步。FY26为该国会提供了确保美国在空间和地球观察科学领域持续领导的机会。航空研究任务局APLU FY2026请求：10亿美元FY2026 PBR = TBD; FY2025 = TBD; 2024财年= 9.35亿美元NASA航空研究任务局（ARMD）支持尖端航空研究，其总体目标是为公众提供安全，负担得起且方便的航空旅行。APLU的26财年要求10亿美元的要求将支持ARMD，以提高商业飞机效率，降低飞机噪音和排放，并提高航空运输安全性。通过大学创新项目，ARMD为大学领导的团队提供了开展变革性航空技术研究的机会。 最近的奖项包括调查航空能力以改善农业行业并创新应急飞机的原型。 ARMD承诺将美国航空作为一种经济发动机提升，旨在通过超高效率的客机，高速商业飞行和先进的空中流动性来改变航空旅行的未来。 增加资金是确保美国作为全球航空领导人的地位的必要资金。 太空技术任务局APLU 2026请求：15亿美元2026财年PBR = TBD; FY2025 = TBD; 2024财年= 11亿美元NASA太空技术任务局（STMD）是民用空间的国家技术基础。 通过太空技术研究资助，STMD支持大学研究人员追求对使科学，太空旅行和探索更有效，负担得起和高效的新思想。 STMD鼓励行业和学术界之间的伙伴关系，这些伙伴关系支持早期研究人员并增加国家的竞争性STEM劳动力。 STMD证明，在不断增长的商业太空领域的时代，与NASA的公共私人合作伙伴关系为双方提供了带来的好处。 例如，STMD的临界点招标寻求行业开发的太空技术，这些技术既提供有利可图的商业应用程序，又提供NASA的使命。 2在2023年，NASA选择了11个美国通过大学创新项目，ARMD为大学领导的团队提供了开展变革性航空技术研究的机会。最近的奖项包括调查航空能力以改善农业行业并创新应急飞机的原型。ARMD承诺将美国航空作为一种经济发动机提升，旨在通过超高效率的客机，高速商业飞行和先进的空中流动性来改变航空旅行的未来。增加资金是确保美国作为全球航空领导人的地位的必要资金。太空技术任务局APLU 2026请求：15亿美元2026财年PBR = TBD; FY2025 = TBD; 2024财年= 11亿美元NASA太空技术任务局（STMD）是民用空间的国家技术基础。通过太空技术研究资助，STMD支持大学研究人员追求对使科学，太空旅行和探索更有效，负担得起和高效的新思想。STMD鼓励行业和学术界之间的伙伴关系，这些伙伴关系支持早期研究人员并增加国家的竞争性STEM劳动力。STMD证明，在不断增长的商业太空领域的时代，与NASA的公共私人合作伙伴关系为双方提供了带来的好处。例如，STMD的临界点招标寻求行业开发的太空技术，这些技术既提供有利可图的商业应用程序，又提供NASA的使命。2在2023年，NASA选择了11个美国2在2023年，NASA选择了11个美国
Charles F. Bolden Jr。
首先是海军陆战队少将，然后作为NASA管理员，小查尔斯·博尔登（Charles F. Bolden Jr.2009年，巴拉克·奥巴马（Barack Obama）总统任命博尔登（Bolden）为第十二名NASA管理员，这使他只是第二次担任该职位的宇航员。领导NASA时，Bolden负责从航天飞机系统到新的勘探时代的过渡，完全专注于国际空间站（ISS）和航空技术开发。Bolden领导了太空发射系统和Orion Crew Capsule的开发。Bolden还监督了向商业空间倡议的转变，以处理ISS的补给。他创建了NASA的太空技术任务局，负责开发将使未来探索任务成功的技术。Bolden的任期包括火星好奇的漫游者登陆的胜利，这是Juno任务的成功，该任务有助于我们更完全了解地球木星，增加了负责地球观测任务的卫星数量，并持续进展，朝着预期的2021年詹姆斯·韦伯（James Webb）空间的预期推出。不要忘记NASA中的第一个“ A”代表航空公司，Bolden还将注意力集中在NASA的航空计划上，以及该机构开发可以比以往更快，更远，更安静和更绿色的飞机开发飞机的目标。在他是NASA宇航员的职业生涯中，Bolden乘坐四个航天飞机任务飞行，在太空中登录了680个小时。1986年，他驾驶的航天飞机哥伦比亚（STS-61C）和1990年的航天飞机发现（STS-31） - 部署了哈勃太空望远镜的任务。他还曾在1992年在Atlantis航天飞机上担任任务指挥官（STS-45），并于1994年（STS-60）担任航天飞机发现。Bolden在1986年的航天飞机挑战者灾难之后，还曾在约翰逊航天中心担任NASA安全部门。Bolden也有漫长而杰出的军事生涯。美国的毕业生海军学院，鲍尔登在越南战争期间飞行了100多次战斗任务。后来他是海军航空测试中心系统工程和罢工飞机测试局的测试飞行员。在1994年完成了宇航员的服务后，他曾在海军学院担任中级船员的助理指挥官，并在1998年担任科威特（Kuwait）沙漠雷霆行动的海洋远征军指挥官。他上次担任加利福尼亚州海军陆战队Miramar海军陆战队航空公司第三海军飞机翼的总指挥官，然后他从海军陆战队退休。Bolden拥有南加州大学系统管理科学硕士学位。他的过去荣誉包括国防杰出的服务奖章，国防上级服务奖章，杰出的飞行十字架，空中奖章，三个NASA
新墨西哥太空谷联盟总体叙述
1 概要。区域增长集群。新墨西哥太空谷联盟是一项全面而包容的跨部门倡议，重点关注商业、私营部门、“新太空”行业的区域增长集群。太空包括参与开发、提供和使用太空相关产品和服务的公共和私人参与者，包括制造和使用太空基础设施（地面站、运载火箭、卫星）、太空应用（导航设备、卫星电话、气象服务）和相关科学研究。由于太空是一个如此广泛的领域，增长将涵盖许多行业，包括 IT/网络安全、制造业和工程业。联盟的新太空重点旨在开启第二个太空时代。1957 年，当第一颗人造卫星发射时，太空探索、军事创新和通信由国家太空和国防机构主导。在新世纪，除了阿波罗、航海者、哈勃和创世纪等名字外，还有 SpaceX、SpaceShip 2 和蓝色起源。私营公司通过发射卫星、为国家太空项目提供零部件以及建造自己的载人火箭，满足了全球对互联网、移动和其他太空技术的需求。去年，我们看到了第一批平民乘坐亚轨道火箭旅行——包括理查德·布兰森的维珍银河，从新墨西哥州的美国太空港发射。私人参与也加强了公共部门的太空产业。GPS 和遥感对于抗击疫情至关重要，用于测量社交距离、告知暴露情况和衡量供应链健康状况。在俄罗斯入侵乌克兰期间，美国太空部队全天候使用太空资产协助决策。太空谷联盟将其资源集中在新太空经济上，同时追求全球准备和竞争力的要求。联盟成员和合作伙伴。阿尔伯克基市是新墨西哥州最大都市区市政府，在改善少数族裔社区经济方面具有相当大的影响力。新墨西哥州中部社区学院 (CNM) 是该国排名第一的社区学院，为西班牙裔学生提供副学士学位和证书，为美洲原住民提供副学士学位和证书。新墨西哥州航天港管理局在新墨西哥州中南部农村地区运营着世界上第一个专门建造的 FAA 许可商业发射综合体——美国太空港。CNM Ingenuity, Inc. 是 CNM 的非营利经济发展部门，通过重返工作岗位和技能提升计划，为工薪家庭、农村远程学习者、低收入者、失业者和未充分就业者创造就业机会。新墨西哥贸易联盟是一家非营利组织，为新墨西哥州的公司提供出口援助，并制定计划，以提高该州的全球竞争力和连通性。NewSpace New Mexico 是一家非营利组织，通过让行业领导者获得设备和测试、原型设计、先进制造、协作工作空间和服务来加速太空创新，从而推动他们从概念到产品再到销售。分奖项获得者包括 (1) 高等教育：新墨西哥大学、新墨西哥矿业技术学院、新墨西哥州立大学、纳瓦霍技术大学；(2) 协会：新墨西哥州
![arxiv：2210.15348v1 [gr-qc] 2022年10月27日](/simg/8\83ab1796b429d588cb4252de6fc90620e3d039d3.webp)
arxiv：2210.15348v1 [gr-qc] 2022年10月27日
有几种动机将重力理论扩展到爱因斯坦的一般相对论（GR）之外。所有试图用量子物理学调和该理论的所有尝试都以额外的场，高阶运动方程或高阶曲率不变性的形式引入偏差。例如，以骨弦理论的低能限制（在字符串理论中最简单）产生ω= - 1 brans-dicke理论而不是gr，这是标量张量理论的原型（并且ω是brans-dicke coupling）[1，2]。但是，研究重力理论的最引人注目的动机来自宇宙学。例如，数据最受数据偏爱的通用模型，即starobinsky inftion，包括对GR的量子校正。最重要的是，在基于GR的标准λCDM模型的领域中，缺乏对当今宇宙加速扩张的令人满意的理解：它要求人们引入一种惊人的宇宙学常数或另一种形式的Ad Hoc Dark Energy，其本质仍然难以置信[3]。在任何情况下，即使承认黑暗能量的存在仍然留下λCDM的其他问题，例如哈勃张力[4，5]，对同样神秘的暗物质的要求以及困扰着宇宙学和黑洞物理学的奇异性问题。因此，研究重力理论以解决或减轻这些问题是合理的。修改GR的最简单方法是添加标量（巨大的）自由度，这导致了Bransdicke Gravity [6]及其标量张紧概括[7-10]。f（r）重力理论被证明是标量调整理论的子类，非常受欢迎，可以解释当前的宇宙加速度而没有暗能量（[11]，有关评论，请参见[12-14]）。在过去的十年中，旧的Horndeski Gravity [15]进行了重新审视和研究（有关审查，请参见[16]）。这类理论被认为是二阶运动方程式的最通用的标量张力重力，但随后发现，如果满足适当的退化条件，则更一般性的更一般的变性高阶标量表（DHOST）理论允许第二阶段的二阶方程（请参阅[17]）。Horndeski和Dhost理论在其行为中包含任意功能，这使得方程非常繁琐，并且很难进行研究。多人事件GW170817/grb170817，[18，19]证实了以光速传播的引力波模式基本上排除了Horndeski理论，其具有最复杂的结构[20] [20] [20]，但许多可能性（对应于动作中的四个免费）。因此，很难掌握这些理论及其解决方案的详细物理含义，许多工作必定仍与形式的理论方面相关，并寻求分析解决方案。当该理论的标量场的自由度φ的梯度是时代的[21-23]时，这种有效的流体描述是可能的。武装这些概念，可以将GR描述为重力的热平衡状态试图获得标量调节引力的物理直觉（包括可行的Horndeski理论），可以通过有效的脉动描述来解释它是富有成效的，其中（Jordan框架）方程将作为有效的EINSTEIN方程式和右手置于右手，以右手的方式写入，并以右侧的方式写入。耗散液[21 - 24]。在这种情况下，使用ECKART在耗散流体的第一阶热力学[25]中提出的三个本构关系[25]，我们能够引入有效的“重力温度”，以及剪切和散装粘度粘度系数[24，26，27]。