從火星製氧到安靜地超越音速:回顧NASA 2023年入選《時代》的新發明
美國國家航空暨太空總署(NASA)透過其工作進行探索、創新和啟發,該機構旨在監測大氣污染、研究小行星樣本、從火星大氣中提取氧氣以及革新飛行的發明被《時代》周刊評為2023年發明。《時代》週刊於10月24日公佈了得獎名單。
美國國家航空暨太空總署長比爾-納爾遜(Bill Nelson)表示:「65年來,美國國家航空暨太空總署不斷創新,造福人類。從將二氧化碳轉化為火星上的氧氣,到向地球運送最大的小行星樣本,幫助改善整個北美的空氣質量,以及改變我們的飛行方式,我們的MOXIE、TEMPO、OSIRIS-REx和X-59 Quesst任務證明了NASA將科幻小說變成了科學事實。這一切都要歸功於我們世界一流的員工隊伍,他們一次又一次地向我們證明,只要我們齊心協力,沒有什麼是做不到的”。
改進空氣品質數據
美國國家航空暨太空總署的TEMPO(對流層排放:污染監測)任務是第一個在北美地區白天每小時測量污染情況的天基儀器,測量範圍從墨西哥城到加拿大北部,從海岸到海岸。
TEMPO 將於2023 年4 月發射,對主要空氣污染物進行前所未有的日間測量和監測。這種首創的儀器可以監測4 平方英里範圍內的污染情況,並透過提供可公開取得的空氣品質數據,幫助氣候科學家改善地球上的生活,用於研究高峰時段的污染、森林大火和火山爆發造成的污染遷移,甚至化肥的影響,它還有可能幫助改善空氣品質警報。
MOXIE – 在火星上製造氧氣
這幅藝術家的概念圖描繪了火星上的太空人和人類居住地。美國國家航空暨太空總署(NASA)的”毅力號”漫遊車搭載了多項技術,這些技術可以讓人類更安全、更容易探索火星。其中之一就是MOXIE(火星氧氣就地資源利用實驗),這是一種在火星上成功產生氧氣的裝置。資料來源:美國國家航空暨太空總署
MOXIE是美國國家航空暨太空總署(NASA)”毅力號”號火星探測器上的製氧實驗裝置,也是該雜誌表彰的技術之一。
2019年,MOXIE(火星原地氧氣資源利用實驗)被放入NASA”毅力號”的底盤。在這次任務中,MOXIE 從火星大氣中提取了16 次氧氣,測試了一種未來太空人可以製造火箭推進劑的方法,將把太空人送回地球。圖片來源:NASA/JPL-Caltech
今年9月,美國國家航空暨太空總署(NASA)的”毅力號”號漫遊車(Perseverance rover)搭載的一個名為MOXIE(火星原地氧氣資源利用實驗)的微波大小裝置第16次,也是最後一次從火星大氣中提取氧氣。
透過原地資源利用過程從火星大氣資源中提取氧氣對於人類對紅色星球的長期探索至關重要,這將為探索者提供可呼吸的空氣和火箭推進劑。
自”毅力號”號於2021年著陸以來,MOXIE已被證明比預期成功得多,共產生了122克氧氣,其中最後一次運行產生了9.8克。在最高效的情況下,MOXIE 每小時產生12 克氧氣,是NASA 最初為該儀器設定的目標的兩倍,純度至少達到98%。
OSIRIS-REx小行星採樣任務
2023年9月24日,美國國防部猶他州測試和訓練場的無塵室裡,保存團隊正在處理NASA OSIRIS-REx任務的樣本返回艙。圖片來源:NASA/Keegan Barber
9月24日,NASA的OSIRIS-REx任務將小行星貝努的一個樣本送回地球。樣本是NASA在太空中收集的第一顆小行星,也是有史以來從小行星上採集的最大樣本。這些岩石和塵埃代表了早期太陽系的遺跡,可以揭示生命的起源。
美國國家航空暨太空總署休士頓約翰遜太空中心對樣本的早期分析表明,樣本中碳含量和水含量都很高,這可能表明在這塊岩石中可能發現了地球生命的組成部分。貝努樣本將被分割開來,與合作太空機構和其他機構共享,為幾代科學家提供通往45億年前的窗口。
X-59 – 安靜地超越音速
X-59 飛機在洛克希德-馬丁公司位於加州帕姆代爾的工廠下線。圖片來源:洛克希德-馬丁公司
美國國家航空暨太空總署(NASA)的X-59 試驗飛機是該機構數十年來第一架專門製造的超音速X 飛機,目前計劃於2024 年飛上藍天。
作為NASA Quesst 任務的核心,NASA 將駕駛X-59 展示以超過音速的速度飛行的能力,同時將典型的巨大音爆降低為更安靜的”音爆”。NASA 將利用X-59 提供數據,幫助監管機構修改禁止陸地上空商業超音速飛行的現行規定,為大大縮短飛行時間打開大門。
在任務的最後階段,NASA 將讓X-59 飛越美國的幾個城市,收集公眾對低沉的”音爆”的意見。
關於技術的更多信息
TEMPO儀器由NASA蘭利科學局與史密森天文物理天文台合作管理。它由Ball Aerospace 公司製造,並由Maxar 公司整合到Intelsat 40E 上。
MOXIE實驗由麻省理工學院製造,NASA的噴射推進實驗室為該機構的太空技術任務局管理此計畫。
2016年9月8日發射的OSIRIS-REx任務由亞利桑那大學領導。它由美國國家航空暨太空總署位於馬裡蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心管理,隸屬於該局科學任務局的新前沿計劃。
低爆飛行示範計畫由美國太空總署位於加州愛德華茲的阿姆斯壯飛行研究中心管理,X-59 Quesst由美國太空總署位於維吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心管理,這兩項工作都由美國太空由局航空研究任務局領導。