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太空推进 2024
(1) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Thomas.M.Brown@NASA.GOV (2) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Mike.Fazah@NASA.GOV (3) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Michael.A.Allison@NASA.GOV (4) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心，美国亚拉巴马州亨茨维尔，Hunter.Williams@NASA.GOV 关键词：低温推进、低温流体管理、低温系统测试与演示 摘要：当前对月球探索和未来人类火星任务的关注推动了太空推进系统对具有长期存储和运行能力的更高性能低温系统的要求。这些系统不仅比可储存推进剂选项提供更高的性能，而且还具有现场生产推进剂的潜力。未来的火星运输系统预计将使用高推力核热推进（使用液氢推进剂），或混合系统，即采用低温化学系统（可能是 LOX/CH 4 ）进行高加速机动，采用核电系统进行长时间高 Isp 机动。基于这两种选择的探索架构都需要使用具有长期储存能力的高性能低温推进剂，用于太空运输以及行星下降和上升功能。当前专注于月球探索的努力也依靠低温推进剂（LOX/LCH 4 或 LOX/LH 2 ）进行月球运输和下降/上升运输功能。空间低温推进系统在长期推进剂储存和使用方面面临许多技术挑战，包括先进的绝缘技术、储箱分层和压力管理、低温制冷以减少推进剂因沸腾而损失、低泄漏低温阀门、低温液体采集和低温推进剂转移。美国宇航局已投资于技术开发工作，演示了单个技术和系统级操作。美国宇航局马歇尔太空飞行中心还投资了多个测试设施和模块化测试台，用于在地面演示多种集成技术和系统操作概念。还进行了额外投资以完善分析
数据通信设施中的冷却技术 - Purdue e-Pubs
过去十年，对数据中心和网络服务的需求迅速增长。然而，由于更高效的电子硬件、向超大规模和云数据中心的迁移以及更高效的冷却基础设施等，近年来电力需求已经趋于稳定。本文对冷却技术进行了关键概述并讨论了研究差距。数据通信设施中的冷却技术大致可分为风冷和液冷系统。架空/地板下送风、热/冷通道布局和热/冷通道遏制是优化风冷系统性能的主要策略。架空地板架构已在数据通信设施中得到广泛采用，但存在大量气流泄漏（约 25-50%）。研究发现，最佳通风系统是硬地板设计，采用架空冷风输送和热风回风管道，而不是基于房间的送风和回风。冷通道遏制可以更好地降低机架的最高入口温度并抑制冷却系统故障时的温升，而热通道遏制可以提供更低的机架平均入口温度和更小的标准差，并且受服务器周围气密性的影响更小。随着机架功率密度超过 10 kW/机架且热流超过 100 kW/cm 2 ，传统的风冷系统不再是可行的热管理解决方案。喷雾冷却、冲击射流、浸没冷却、液冷微通道和热管等液体冷却方法是克服风冷系统容量限制的新兴技术之一。对于浸没冷却，过渡到过冷两相流沸腾、通过添加微结构或不规则性来创造更多的成核位点和更大的传热表面积来增强传热以及利用纳米流体是受到学者关注的突出增强策略。将电力电子模块浸入液体中可使热阻降低至空气冷却系统的 25%，或微通道或喷雾冷却等液体冷却系统的 30-50%。根据现有的冷却系统、总体热负荷和热点，热管系统可以作为独立单元或与空气冷却系统结合使用，即所谓的混合系统，为数据中心提供服务。与典型的空气冷却系统相比，混合系统可以分别降低 37-58% 和 20-70% 的年度冷却负荷系数和能耗。
量子流体的作用：大型强子对撞机中的超导性和超流氦
从而大幅节省房地产和基础设施。此外，紧凑性还会降低给定光束强度的光束存储能量，这是高能、高亮度机器中的一个重要问题。最后，超导性也是通过两个复合过程降低加速器功耗并因此降低运行成本的一种手段：通过使其变得更小（上述紧凑性论点），以及通过降低电磁铁单位长度的功率。超导同步加速器的功耗本质上是低温制冷的功耗，它与机器的周长成比例，而与磁铁中的磁场无关。 LHC 的主要技术要点是研发、工业化生产 1232 个超导偶极子（场强为 8.3 T）、400 个超导四极子（梯度为 223 Tm -1 ）和数千个其他超导磁体，这些超导磁体用于校正主场误差、调整束流参数和使束流在高亮度下发生碰撞 [3]。所有这些磁体均由工业制造，能够重复产生正确强度和均匀性的场，精度高达 10 -4 。主偶极子（图 1）具有双孔径，具有相等且相反的场，以便沿平行路径弯曲两束反向旋转的质子或离子束。两组相同的线圈组装在一个通用的机械和磁性结构中，并安装在一个低温恒温器内。这种解决方案在横向空间占用方面既紧凑又高效，因为一个孔径的杂散场由磁轭引导，会对相邻孔径的场产生影响。每个孔径中的线圈都用卢瑟福型 Nb-Ti 电缆缠绕，分为两层，电流密度分级，遵循“cos θ”几何形状。当磁体通电时，巨大的电磁力往往会打开结构，而非磁性奥氏体钢的刚性环会对此作出反应，这些环位于磁性钢轭上。整个组件包含在一个奥氏体不锈钢压力容器中，该容器充当氦气外壳。随着磁场的增加，超导体的临界电流会降低，这限制了它们在高场应用中的使用。这严重限制了众所周知的 Nb-Ti 合金在 4.2 K 的正常沸腾氦气中的使用。更先进的超导体，如 Nb 3 Sn
地热区域的砷气体含量，第三部分
抽象地热流体将重金属元素带到表面，其中之一是砷（AS）。砷在地壳中自然存在，土壤中存在，然后可以在空气，水和表面环境上进入矿物质。以气体的形式，砷与岩石的温度，挥发性元件的温度有关，仅在高温下释放。在这项研究中，我们将研究砷的特征，砷动员以及如何在几种条件下表面释放砷气体。基于智利，在火山区的参考文献中说，砷气体含量与该区域具有高温并且在表现类型上有多种条件。从印度尼西亚不同地热区域的两次验证中，我们与参考文献相同。基于此，我们假设地热区域上的砷气体含量与岩石的高温相关，在一般中，我们称其为热源。关键字：砷气体，温度。引言地热流体带有重金属元件，例如Ag，Au，Cu，Sb，Ti，其中一种是砷（AS）（AS）（Brown and Simmons，2003）。砷可以在地壳上发现，并且自然地以高温表面浮出水面。基于对拉丁美洲的研究（Simfors等，2020年）和先前对印度尼西亚的研究，尤其是在地热区域（Taufiq，2021），我们可以假设砷气体含量与高温之间的相关性。数据和方法1。在这项研究中，我们想评估和概述先前研究的假设，其中几种有关砷气体的更新引用，以了解砷气体如何动员，特征气体以及与高温相关。地热流体地热液，含有游离硫酸（SIO 2），盐酸（HCL）和Hydroflouric（HF）酸（Gupta和Roy，2007年）。在低温地热流体的情况下，流体发展所涉及的过程通常是溶解原代矿物质和次级矿物质的沉淀，其程度取决于温度和停留时间。对于高温地热流体，预计会有更多的水岩相互作用，从而导致较高的岩石衍生成分。此外，在火山高温系统中，预计将期望沸腾和凝结的影响以及可能与岩浆挥发物混合。从地热流体的不同起源来看，有些流体与其他液体相比拥有更多有关基础地热系统的信息（Armansson等，全部，2022年）。
Sabouraud 麦芽糖琼脂预期用途
Sabouraud 麦芽糖琼脂 预期用途 Sabouraud 麦芽糖琼脂是用于繁殖霉菌和酵母的优良培养基，特别是与皮肤和头皮病变有关的寄生真菌。 摘要 真菌是第一批被认识的微生物之一，因为一些子实体（例如蘑菇）很大，无需显微镜即可看到。真菌可以根据形态简单分为酵母或霉菌。Sabouraud 麦芽糖琼脂由 Sabouraud 配制，用于分离和分化酵母和霉菌。 原理 真菌蛋白胨提供氮、维生素、矿物质、氨基酸和生长因子。麦芽糖为微生物的生长提供能量来源。低 pH 值有利于真菌生长并抑制临床标本中的污染细菌。最终培养基的酸性反应对大量细菌有抑制作用，因此特别适用于培养真菌和耐酸微生物。为了从受污染的样本中分离真菌，应同时接种选择性培养基。培养 4 至 6 周后报告为阴性。配方*成分 g/L 麦芽糖 40.0 真菌学、蛋白胨 10.0 琼脂 15.0 最终 pH（25°C 时） 5.6 ± 0.2 *根据性能参数进行调整。储存和稳定性将脱水培养基储存在 30ºC 以下的密闭容器中，将配制的培养基储存在 2ºC-8ºC 的环境中。避免冷冻和过热。在标签上的有效期前使用。开封后，请将粉末培养基盖紧以避免水合。样本类型临床样本 - 皮肤刮屑。样本采集和处理确保所有样本都贴有正确的标签。按照既定的指导方针处理样本。某些样本可能需要特殊处理，例如立即冷藏或避光，请遵循标准程序。样本必须在允许的时间内储存和测试。使用后，被污染的材料必须经过高压灭菌才能丢弃。 使用方法 1. 将 65.00 克粉末悬浮于 1000 毫升纯净/蒸馏水中。 2. 加热至沸腾，使粉末完全溶解。 3. 按照验证周期在 121°C (15 psi) 下高压灭菌 15 分钟。 4. 充分混合并倒入无菌培养皿中。 质量控制 脱水外观：乳白色至黄色、均质、粗糙的自由流动粉末。 制备外观：浅琥珀色，在培养皿中形成透明至略带乳白色的凝胶。 培养反应：在 20°C-25°C 下孵育 48-72 小时后观察到培养特征。（培养毛癣菌种最多 7 天）。
含脱脂牛奶的平板计数琼脂
脱水培养基 1-预期用途 用于牛奶和奶制品中的微生物平板计数。 2-成分 *典型配方（用 1 升水溶解后） 胰蛋白胨 5.0 g 酵母提取物 2.5 g 葡萄糖 1.0 g 脱脂牛奶 1.0 g 琼脂 15.0 g *配方可能会进行调整和/或补充，以满足所需的性能标准。 3-方法原理和程序说明 ISO 标准 1-3 建议使用补充有脱脂牛奶的平板计数琼脂来计数牛奶和奶制品中的中温或嗜冷微生物。该测试基于以下假设：每个活细胞、细胞对或小细胞簇与生长培养基混合后会形成一个可见的菌落，称为菌落形成单位 (CFU)。 4 微生物计数需要稀释样品，以达到所选方法可计数的菌群。目前已描述了几种可用于需氧菌落计数的技术：倾倒平板法、表面平板法、膜过滤法、螺旋板法、校准环法、滴板法。4 选择最合适的方法必须考虑监管机构的要求、要分析的样品类型、预期的微生物和污染程度。国际标准 ISO 4833-1 规定了一种用于中温菌落计数的倾倒平板法，适用于在规定了检测下限时需要可靠计数的产品或预期含有扩散菌落的产品。1 ISO 4833-2 规定了一种适用于含有热敏性微生物或专性需氧菌的产品的表面平板法。2 ISO 17410 描述了一种用于在 6.5°C 下培养的嗜冷菌落计数的表面平板法。 3 含脱脂牛奶的平板计数琼脂的配方符合 ISO 标准。1-3 胰蛋白胨为微生物生长提供氮、碳、矿物质和氨基酸。酵母提取物是维生素的来源，尤其是 B 族维生素。葡萄糖是碳和能量的来源。配方中包含的脱脂牛奶经测试不含抗生素。4 - 脱水培养基的使用方法 将 24.5 g 悬浮在 1000 mL 冷纯净水中。加热至沸腾并频繁搅拌以完全溶解，然后在 121°C 下高压灭菌 15 分钟。冷却至 47-50°C，充分混合并分配到无菌培养皿中。 5 - 物理特性 脱水培养基外观 米色、细腻、均匀、自由流动的粉末 溶液和制备培养基外观 淡米色、透明或略带乳白色 20-25 °C 时的最终 pH 值 7.0 ± 0.2 6 - 提供的材料 - 包装
Barilla Pasta降落在宇航员的菜单太空任务上...
•Barilla Pasta首次进入轨道，由意大利农业和食品主权部协调，由部长Francesco Lollobrigida单独地将意大利美食的风味带到国际空间站。•在与意大利空军协调的情况下，AX-3任务将使大约3kg的Barilla Fusilli进入轨道。不仅会被消耗掉，还将在一系列旨在了解零重力中宇航员的饮食需求的感觉实验中进行测试和评估。•“太空意大利面”是巴里拉的研究与发展团队与农业，食品主权和林业，意大利空军和公理空间之间合作的结果。帕尔马（Div> Parma），2023年12月14日 - 确实说：“在国际空间站（ISS），“在哪里有巴里拉，有家”。Barilla Pasta总是让意大利人想起世界上任何地方的家庭温暖，现在甚至会征服有史以来最极端品尝测试的空间。在2024年1月1月的太空囊中，将有大约3公斤的Barilla Fusilli进入轨道 - 持续了两周 - 由AX-3 Mission的机组人员登上ISS，包括空军上校Walter Villadei。该倡议是由巴里拉与农业，粮食主权和林业，意大利空军和公理空间之间的合作造成的，以支持意大利美食的申请，以列为联合国教科文组织无形的人类无形文化遗产。实际上，在零重力中，食物的经验和口味的感知截然不同。在任务期间，巴里拉（Barilla）将与一些机组人员参与感官实验，以更好地了解极端条件下宇航员的营养要求。Barilla希望用其面食“挑战”这种独特的环境，其面食是一种传统的食品，同时具有创新性和实用性，具有较高的营养和能量价值。，最重要的是，它是良好的，广受爱的。换句话说，是探索和设计食物未来的理想候选人。 “我们生产面食已有140多年了。这是一种植根于遥远过去的产品，是世界各地意大利美食的偶像。成为这项太空任务的一部分使我们感到自豪，并为我们提供了探索新的营养领域的机会，给宇航员带来了一些在家的感觉。”b arilla fusilli在太空中：“如何准备它们以保证宇航员的营养和风味”。宇航员像我们其他人一样准备食物和饮食，但是他们这样做的零重力环境意味着每日“陆基”常规的一部分成为主要的技术挑战。我们可能会在地球上理所当然的日常活动成为太空中的真正任务，需要精心计划和准备。通常，食物制备涉及的烹饪不是太多，而是在空间站的设备中补充或加热现成的产品。面食也必须适应这些需求。微重力沸腾意大利面是不可能的。因此，面食巴里利亚将已经煮熟并准备好加热和享用。Barilla的研发团队已努力确保食谱以所有简单，面食，额外的
离子表面活性剂介导的数字微流体电去湿
使用电信号 1 来操纵基板上的液滴的能力（称为数字微流体）用于光学 2,3 、生物医学 4,5 、热 6 和电子 7 应用，并已导致商业上可用的液体透镜 8 和诊断套件 9,10 。这种电驱动主要通过电润湿实现，液滴在施加电压的作用下被吸引到导电基板上并在导电基板上扩散。为确保强大而实用的驱动，基板上覆盖有介电层和疏水性面漆，用于介电上电润湿 (EWOD) 11-13 ；这会增加驱动电压（至约 100 伏），并可能因介电击穿 14 、带电 15 和生物污垢 16 而损害可靠性。在这里，我们展示了液滴操控，它使用电信号诱导液体脱湿而不是润湿亲水性导电基底，而无需添加层。在这种与电润湿现象相反的电润湿机制中，液体-基底相互作用不是由电场直接控制的，而是由场诱导的离子表面活性剂与基底的附着和分离控制的。我们表明，这种驱动机制可以在空气中使用掺杂硅晶片上的水执行数字微流体的所有基本流体操作，仅需±2.5伏的驱动电压、几微安的电流和离子表面活性剂临界胶束浓度的约0.015倍。该系统还可以处理常见的缓冲液和有机溶剂，有望成为一种简单可靠的微流体平台，适用于广泛的应用。由于疏水表面是液体吸引机制良好运作的必要条件，我们认识到亲水表面对于液体排斥机制来说是首选。由于大多数材料都是亲水性的，如果发现脱湿驱动有效，则可以像 EWOD 一样实现数字微流体，但不需要疏水涂层。虽然大多数电诱导脱湿现象对常见微流体无效，因为它们基于不可逆过程 17,18 或特殊条件 19 ，但涉及表面活性剂的研究表明可逆性是可能的。例如，已经使用氧化还原活性表面活性剂 20 证明了衍生化金电极上水膜的电引发脱湿。此外，有机液滴已在水性电解质 23 中的共轭聚合物电极上移动。最近，通过使用离子表面活性剂，润滑摩擦系数已在固体-液体-固体配置中切换 21 ，沸腾气泡成核已在液体-蒸汽-固体系统中得到调节 22 。然而，这些方法并没有导致微流体平台技术，这需要可逆、可重复、强大且易于应用于液体-流体-固体系统的电驱动 24 。事实上，我们无法在裸露的金属电极 21,22 或介电涂层电极上用含有离子表面活性剂的水滴获得有效驱动。相反，我们发现裸露的硅晶片可以有效地工作，因为它的天然氧化物具有足够的亲水性，可以轻松脱湿，但又足够薄