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高级定量降水信息-AMS期刊
摘要：高级定量降水信息（AQPI）是一个协同的项目，结合了观察和模型，以改善旧金山湾地区的降水，水流和沿海洪水的监测和预测。作为一种实验系统，AQPI利用了十多年的研究，创新和实施，对全州，最先进的观察网络以及下一代天气和沿海预测模型的发展。AQPI是作为原型开发的，以响应水管理社区的要求，以改善有关降水，河流和沿海条件的信息，以告知其决策过程。在加利福尼亚沿海山脉山脉的复杂湾区景观中观察降水是一个具有挑战性的问题。但是，借助新的高级雷达网络技术，AQPI正在帮助填补这个人口稠密且脆弱的大都市地区的重要观察差距。原型AQPI系统由改进的天气雷达数据组成，以进行降水估算；降水，水流和土壤水分的其他表面测量；以及一套集成的预测建模系统，以提高人们对从天空到大海的当前和未来水状况的情境意识。这些工具将有助于改善紧急准备和公众反应，以防止极端暴风雨期间造成生命损失和财产损失，并伴随着大量降水和高沿海水位，尤其是高摩斯裂变的大气河流。湾区AQPI系统可能会在加利福尼亚州，美国和全球的其他城市地区复制。
石墨烯电泳离子泵输送装置
有机电子离子泵 (OEIP) 已被研究作为一种有前途的解决方案，用于精确局部输送生物信号化合物。OEIP 小型化提供了多种优势，从更好地控制输送的时空到降低植入设备的侵入性。一种小型化途径是开发基于聚电解质填充毛细管纤维的 OEIP。这些设备可以轻松靠近目标细胞和组织，可以被视为其他“离子电子”植入物的起点。迄今为止，OEIP 和其他此类离子电子表现出有限的电极容量，因为它们通常依赖于聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT:PSS) 电极。虽然这种材料在混合离子电子系统中得到了充分研究并且可行，但其体积电容受到最终氧化还原反应的限制。石墨烯是高性能电极的绝佳替代品，低成本溶液处理的石墨烯衍生物尤其有前景，表现出高电荷迁移率和理想的结构特性（轻便、灵活）。本文介绍了溶液处理的还原氧化石墨烯 (RGO) 作为 OEIPS 高性能驱动电极的应用。对 RGO 电极进行了表征，并与标准 PEDOT:PSS（和 Ag/AgCl）电极进行了比较。RGO 表现出更大的电荷存储容量，因此使用寿命更长。石墨烯支持的 OEIP 表现出改进的神经递质传输，而不会对施加的电流水平施加限制。
微生物技术的重大挑战
微生物已经征服了地球上几乎所有可以想象到的空间——从高空到陆地和水生生态系统，再到深海地热喷口、油藏或沸腾温泉等极端环境。在这些不同的环境中生存需要惊人的遗传多样性，从而能够代谢和合成许多不同的底物，以产生能量和积累生物量，并获得相对于同一生态系统中其他生命形式的进化优势。生物技术特别感兴趣的是被称为次级代谢物的分子，它们通常具有独特的化学组成，可以包含离子清除、群体感应等功能，或充当抗菌剂。随着人类活动对地球的影响的出现，例如改变或创建新的生态系统（例如废水处理厂、大规模商业发酵过程）或将新化合物和有毒污染物沉积到环境中，微生物表现出了非凡的适应性，可以利用这些新引入的材料作为新的能源。正是微生物这种令人惊讶的巨大而适应性强的生化潜力，我们才开始认识到并利用它来完成各种具体任务，从改变材料特性的发酵过程，到高价值立体特定化学品和聚合物的制造，再到危险物质的分解。微生物在工业过程中的应用通常被称为微生物技术。在这一范畴下，过去十年来，许多不同的子领域被结合，并在“微生物技术”专业领域的“微生物学前沿”部分（以前称为“微生物技术、生态毒理学和生物修复”）中进行了探索。
毫米波至太赫兹 SISO 和 MIMO 连续变量量子密钥分发
摘要 随着对大带宽的需求呈指数级增长，考虑最佳网络平台以及通信网络中信息的安全性和隐私性非常重要。高载波频率的毫米波和太赫兹被提议作为通过提供超宽带信号来克服现有通信系统香农信道容量限制的使能技术。毫米波和太赫兹还能够建立与光通信系统兼容的无线链路。然而，大多数能够在这些频率范围（100 GHz-10 THz）下合理高效运行的固态元件，尤其是源和探测器，都需要低温冷却，这是大多数量子系统的要求。本文展示了当源和探测器在低至 T = 4 K 的低温下运行时，可以实现安全的毫米波和 THz 量子密钥分发 (QKD)。我们比较了单输入单输出和多输入多输出 (MIMO) 连续变量 THz 量子密钥分发 (CVQKD) 方案，并找到了 f = 100 GHz 和 1 THz 之间的频率范围内的正密钥速率。此外，我们发现最大传输距离可以延长，密钥速率可以在较低温度下提高，并且通过使用 1024 × 1024 根天线，在 f = 100 GHz 和 T = 4 K 时实现超过 5 公里的最大秘密通信距离。我们的结果首次展示了毫米波和太赫兹 MIMO CVQKD 在系统运行温度低于 T = 50 K 下的可能性，这可能有助于开发下一代安全无线通信系统和量子互联网，用于从卫星间和深空到室内和短距离通信的应用。
开发卫星异常分析和归因的综合应用程序
为了满足我们技术社会的需求，近地空间的卫星数量正在迅速增加。这些卫星预计将在受到强烈粒子辐射的轰击时持续运行，这些辐射可能会损坏电子元件，导致暂时故障、性能下降或整个系统/任务失败。我们尽一切努力设计能够承受恶劣环境的卫星，但在轨道上仍然会出现问题。当出现问题时，有必要找出原因，以便采取适当的措施保护资产并恢复正常运行。然而，诊断与空间天气相关的异常具有挑战性，因为它需要广泛的环境信息、工程知识和专业知识。我们的目标是通过提供将所有必要组件整合在一起并简化最终用户的分析过程的工具来实现有效的异常分析和归因。在这里，我们讨论了我们为构建全面的卫星异常归因工具所做的努力。我们介绍了一些正在进行的项目，包括开发高能电子辐射带模型 (SHELLS)、卫星充电评估工具 (SatCAT) 和太阳质子访问模型 (SPAM)。 SHELLS 电子辐射带模型使用神经网络来绘制从低空到高空填充内磁层的实时高能电子通量。一旦建立了映射，就可以仅使用近乎实时的 POES/MetOp 数据来指定过去和未来的高能电子通量。SatCAT 工具是一个在线系统，允许用户创建在轨卫星当前和历史内部充电水平的时间线，以便与异常时间进行比较。该工具是可配置的，允许用户生成和查看其卫星的内部充电水平以及设计参数，例如屏蔽厚度和材料。最后，太阳质子接入模型 (SPAM) 使用低空 POES/MetOp 测量来绘制整个磁层的太阳质子通量。
以色列航天领域的创新机会
2024 年 1 月 31 日 作者：Eva Lucius 和 Racheli Kreisberg 博士，荷兰驻以色列大使馆创新专员 执行摘要 鉴于以色列航天局 (ISA) 于 2024 年 1 月 31 日主办的年度伊兰拉蒙国际空间会议，本文回顾了以色列蓬勃发展的航天工业，包括其显著成就、技术能力以及未来行业发展和国际合作的光明目标。 作为领先的创业国家和不断发展的空间技术产业，以色列在促进研究和私营企业开发先进空间仪器方面取得了显着进步。 除了以色列对私营部门发展的关注之外，本文还概述了以色列与欧洲航天局 (ESA) 和其他欧洲国家机构持续开展多边合作以促进研发。 凭借荷兰顶尖行业的专业知识，荷兰驻以色列大使馆可以提供一系列创新服务，包括创新合作、扩大荷兰的 IL 初创企业以及为荷兰公司在 IL 提供贸易机会。太空是以色列蓬勃发展的产业 2024 年 1 月 31 日，以色列创新、科学和技术部下属的以色列航天局 (ISA) 将主办第 19 届伊兰拉蒙国际太空会议，作为以色列太空周活动的一部分。该会议是加强当地太空产业的年度平台，汇集了机构、领先产业、企业家、投资者和该领域的专业人士。在“同舟共济，共建未来”这一总体主题下，将讨论公众和政府需求背景下的遥感、双重用途和卫星通信等主题。此外，还将安排主要发言人、小组讨论和展览，让参与者有机会与有前途的太空行业领先公司进行 B2B 会议。以色列在太空领域的成就引人注目 1 。它是第四个到达月球的国家（也是第一个使用私人航天器 SpaceIL 的 Beresheet 任务到达月球的国家）。以色列是第八个实现国内端到端卫星能力的国家，从规划和建造到发射和运营。 2022 年，退役的以色列空军上校 Eytan Stibbe（曾在 Ilan Ramon 的指挥下驾驶过 F-16）加入了国际空间站 (ISS) 首次全私人载人飞行任务。ISA 确定以下目标是：i) 从太空对地球的观测；ii) 开发用于航天器平台和太空支持地面部分的仪器、部件、子系统和组件；iii) 行星科学和从太空到宇宙深处的观测；iv) 太空条件对太空和地面应用系统和产品开发的影响。以色列的航空航天业是国土安全、以色列出口与国际合作研究所（Export Institute）表示，以色列专注于光电、探测和监控系统、无人驾驶汽车、信息管理和分析软件、安全和培训系统等技术。出口研究所通过B2B会议、展览、代表团和会议等方式在全球市场创造商业机会，促进以色列公司的业务发展。与此同时，以色列出口与国际合作研究所专注于国际合作、学术研究和行业，以实现该领域内的上述目标。2019年，以色列出口与国际合作研究所提出了一项5年计划，投资1.8亿美元
Whitney Quinne Lohmeyer 当前经历
● 2023 年小型卫星研讨会：未来战场 - 非地球静止轨道系统对频谱有何影响（2023 年 2 月 7 日至 9 日） ● 新美国低地球轨道卫星星座：为什么智能共享规则在太空中如此重要（2022 年 10 月 24 日） ● EDICON 2022 卫星宽带领域的最新趋势：低地球轨道、中地球轨道、地球轨道和巨型星座（2022 年 10 月 26 日） ● IEEE 无线和微波技术会议 (WAMICON 2022)（2022 年 4 月 27 日至 28 日） ● 卫星 2022 主持人小组讨论如何重新定义小型卫星地面系统和基础设施（2022 年 3 月 21 日） ● 2022 年东北射电天文台公司 (NEROC) 研讨会（由麻省理工学院主办）关于本科无线电科学课程（2022 年 2 月24，2022) ● 卫星 2021 主持人小组讨论如何克服设计限制和构建完美的低成本天线（2021 年 9 月 9 日）● EDICON 2021 当今的卫星宽带格局：LEO、MEO、GEO 和巨型星座（2021 年 8 月 18 日）● On Orbit 播客采访 Jeffrey Hill 关于平板天线技术（2021 年 8 月 6 日）● 空间数字论坛 2021 - 当今的卫星能做什么？了解新服务和功能（2021 年 7 月 26 日）● 主持人美国国家科学院工程与医学学院 (NASEM) 关于克服女性创业结构性障碍的研讨会（2021 年 6 月 21 日）● 密歇根大学气候与空间研讨会 - LEO 通信系统格局：技术进步和干扰缓解（2021 年 4 月 8 日）● 主题专家采访者 - Facebook Connectivity 的 Lumen 光通信纪录片（2020 年 12 月）● 宾夕法尼亚大学 Apogee K-12 女子电气工程项目职业小组成员（2020 年夏季）● 达特茅斯工程物理空间等离子体研讨会发言人（2020 年 1 月）；从太空到地球：低地球轨道通信系统格局（2020 年 1 月）● 卫星 2020：小组主持人 – 未来月球经济：开采新资源 – 因 COVID 取消● 麻省理工学院 AeroAstro 研究生女性职业讨论研讨会（2019 年 10 月）● 女性航空航天研讨会小组成员：开始教师生涯（2019 年 5 月）● NASA JPL 未来空间辐射保障（2019 年 6 月）；吸引和留住下一代空间辐射科学家和工程师● NCSU 机械和航空航天工程毕业典礼演讲者（2018 年 5 月）● NCSU 机械和航空航天工程特别讲座（2018 年）● 联合国妇女性别平等和主流化 (GEM) 女性互联网：挑战还是机遇？主旨小组成员（2017 年 3 月）● 卫星 2017 会议 – SGx：导师的重要性 ● 麻省理工学院航空航天女性午餐演讲系列 - OneWeb 通信系统（2017 年 2 月） ● 与联合国训练与研究中心联合举办的 2015 年国际电信联盟世界无线电大会 (WRC) 主题演讲者“关于在无线电通信谈判中赋予女性权力的女性领导力研讨会 - 关于女性在技术领域领导力的小组讨论” ● 日内瓦欧洲航空航天女性 - 太空创业（2015 年 3 月）
超凡设计：弥合空间系统工程与参与式设计实践之间的差距
[1] Harald Köpping Athanasopoulos。2019 年。《月球村和太空 4.0：‘开放概念’是开展太空活动的新方式吗？》太空政策 49（2019 年），101323。[2] Edward Bachelder、David H Klyde、Noah Brickman、Sofia Apreleva 和 Bruce Cogan。2013 年。融合现实以增强飞行测试能力。在 AIAA 大气飞行力学 (AFM) 会议上。5162。[3] Leonie Becker、Tommy Nilsson、Paul Demedeiros 和 Flavie Rometsch。2023 年。增强现实服务于人类在月球上的操作：来自虚拟试验台的见解。在 2023 年 CHI 计算系统人为因素会议的扩展摘要中。1-8。 [4] Loredana Bessone、Francesco Sauro、Matthias Maurer 和 Matthias Piens。2018 年。月球及以外地区实地地质探索的测试技术和操作概念：欧空局 PANGAEA-X 活动。载于欧洲地球物理联合会大会摘要。4013 年。[5] D Budzyń、H Stevenin、Matthias Maurer、F Sauro 和 L Bessone。2018 年。欧空局为月球太空行走模拟制作月球表面地质采样工具原型。载于第 69 届国际宇航大会 (IAC)，德国不来梅。[6] Andrea EM Casini、Petra Mittler、Aidan Cowley、Lukas Schlüter、Marthe Faber、Beate Fischer、Melanie von der Wiesche 和 Matthias Maurer。2020 年。欧空局的月球模拟设施开发：LUNA 项目。空间安全工程杂志 7, 4 (2020)，510–518。[7] David Coan。2022 年。NEEMO 22 EVA 概述与汇报。技术报告。[8] Brian E Crucian、M Feuerecker、AP Salam、A Rybka、RP Stowe、M Morrels、SK Mehta、H Quiriarte、Roel Quintens、U Thieme 等人。2011 年。ESA-NASA“CHOICE”研究：在南极内陆康科迪亚站过冬，作为太空飞行相关免疫失调的类似物。在第 18 届 IAA 人类进入太空研讨会上。[9] Enrico De Martino、David A Green、Daniel Ciampi de Andrade、Tobias Weber 和 Nolan Herssens。 2023. 模拟低重力环境下的人体运动——弥合太空研究与地面康复之间的差距。神经病学前沿 14 (2023)，1062349。[10] Gil Denis、Didier Alary、Xavier Pasco、Nathalie Pisot、Delphine Texier 和 Sandrine Toulza。2020. 从新太空到大太空：商业太空梦想如何变成现实。宇航学报 166 (2020)，431–443。[11] Dean B Eppler。1991. 月球表面作业的照明限制。 NASA STI/Recon 技术报告 N 91（1991），23014。[12] Barbara Imhof、Waltraut Hoheneder、Stephen Ransom、René Waclavicek、Bob Davenport、Peter Weiss、Bernard Gardette、Virginie Taillebot、Thibaud Gobert、Diego Urbina 等人。2015 年。月球行走与人机协作任务场景与模拟。在 AIAA SPACE 2015 会议和博览会上。4531。[13] Curtis Iwata、Samantha Infeld、Jennifer M Bracken、Melissa McGuire、Christina McQuirck、Aron Kisdi、Jonathan Murphy、Bjorn Cole 和 Pezhman Zarifian。2015 年。并行工程中心基于模型的系统工程。在 AIAA SPACE 2015 会议和博览会上。4437。[14] Juniper C Jairala、Robert Durkin、Ralph J Marak、Stepahnie A Sipila、Zane A Ney、Scott E Parazynski 和 Arthur H Thomason。2012 年。在 NASA 中性浮力实验室进行 EVA 开发和验证测试。第 42 届国际环境系统会议 (ICES)。[15] Hyeong Yeop Kang、Geonsun Lee、Dae Seok Kang、Ohung Kwon、Jun Yeup Cho、Ho-Jung Choi 和 Jung Hyun Han。2019 年。跳得更远：在失重沉浸式虚拟环境中向前跳跃。2019 年 IEEE 虚拟现实与 3D 用户界面 (VR) 会议。699–707。https://doi.org/10.1109/VR.2019.8798251 [16] Lin-gun Liu。 2022. 火星和月球上的水。陆地、大气和海洋科学 33, 1 (2022), 3。[17] Erin Mahoney。2022. 美国宇航局将在亚利桑那州沙漠进行阿尔特弥斯月球漫步练习。https://www.nasa.gov/feature/nasa-to-practice-artemis- moonwalking-roving-operations-in-arizona-desert