磁主动推进剂管理装置 (MAPMD) 系统旨在解决液体推进剂太空飞行中晃动造成的安全隐患。这种创新的磁主动晃动控制系统通过减少质量、改善表面波抑制和最大限度地减少体积侵入 (Santhanam 2012) 超越了传统的被动晃动挡板。在 Embry-Riddle 航空大学和 Carthage 学院合作进行的先前战斗实验中,观察到了残余晃动抑制,但由于控制力不足,有效的晃动阻尼未达到我们的预期。我们正在用多层超高磁导率金属玻璃膜重新设计磁膜,并正在开发载流线圈的优化配置,以增加磁力和磁场性能。这些进步有望将 MAPMD 系统的技术就绪水平 (TRL) 从 3 提升到 4,从而为微重力飞行测试铺平道路。 MAPMD 系统有望通过积极管理晃动动力学来提高液体推进剂太空飞行的安全性和性能。
1. 使用灯泡(电法)验证斯蒂芬辐射定律。2. 研究扭矩传感器的性能。3. 通过测量感应电压随时间的变化来验证法拉第和楞次感应定律。4. 研究磁场随亥姆霍兹排列中成对线圈沿载流线圈轴线位置的变化。5. 通过磁控管法确定电子的𝑒/𝑚(比电荷)。6. 使用真空管二极管 EZ-81 确定斯蒂芬常数。7. 研究线性可变差动变压器 (LVDT) 的特性。8. 表面张力 9. 验证斯托克斯定律 10. 使用应变计传感器测量压力 11. LDR 特性。12. 热膨胀。13. 通过测量辐射确定普朗克常数。 14. 研究耦合摆的正常模式和共振。15. 确定耦合摆中耦合弹簧的弹簧常数。16. 计算耦合摆的时间周期(𝑇 0 、𝑇 1 、𝑇 𝐵 和 𝜈 𝐵,耦合度)17. 用 Quincke 法确定顺磁性材料的质量磁化率 18. 通过测量固定光谱范围内的辐射确定普朗克常数的值。19. 利用牛顿环确定钠光的波长。20. 利用密立根油滴实验确定电子电荷。21. 研究 LDR、LED、太阳能电池、光电晶体管的 VI 特性。22. 四分之一波片。23. 马吕斯定律。24. 布儒斯特角。25. 单缝衍射。 26.双缝衍射。
TCEM 路线图:SI 的基础、基本测试和量子测量 EMPIR 支柱:开发和服务于与计量相关的基础科学 触发因素:未来量子技术的发展和基础科学的开发需要新的(基于量子的)计量学。新科学将为计量学创造新的机会。当今的纳米技术可以访问量子效应控制设备功能的维度。这一发展创造了利用量子效应开发技术并实现新功能范式的机会,例如信息和通信技术中的量子密钥分发。与此同时,新的量子现象正在以越来越快的速度被发现,这拓宽了量子技术的基础。由于任何成功的工程工作都依赖于可靠的测量,因此需要新的基于量子的计量学来推进量子技术并利用基础科学的成果。计量学本身应基于不受时间和空间影响的通用标准。为此,SI 基本单位应与自然界的基本常数相联系。这种联系通过量子效应实现,可提供前所未有的准确性。为了进一步提高测量的灵敏度和准确性,基础科学将提供克服噪声限制和降低测量侵入性的策略。目标 1.根据 CIPM 建议实际实现 SI 单位的新定义 该目标侧重于实际实现千克、开尔文和安培的新定义,它们将分别与普朗克常数、玻尔兹曼常数和基本电荷相联系 1 。瓦特天平允许将质量追溯到普朗克常数。测量包括两个步骤。在称重阶段,质量上的重力与磁场中载流线圈上的磁力相平衡。在移动阶段,当同一线圈穿过磁场时,测量线圈中感应的电压。使用约瑟夫森和量子霍尔效应确定电压和电流。在理想情况下,磁场在两个阶段保持稳定,运动得到完美控制,设备的任何热漂移都可以忽略不计。改进的瓦特平衡实验将以更准确的方式解释与理想情况的任何偏差。然而,此外,更实用的设计将定期生成将质量与普朗克常数联系起来的数据。脉冲驱动的约瑟夫森电压标准提供基于量子的可编程电压瞬变,带宽为数十 kHz。它们可用于生成量子噪声测温的噪声信号,以实现基于玻尔兹曼常数的新定义的开尔文。安培与基于量子的单位系统中的基本电荷相关。一个概念上简单的实际实现是单电子电流源,它在固定驱动频率的每个周期产生整数个基本电荷。基于半导体和超导体技术,有前景的设备概念已经得到展示。