NASA即将尝试移动小行星,DART计划中和》:国家最高科学技术与我们的未来

2021-11-25 12:04:12 文章来源:网络

地球曾经经历过小行星的袭击,并且导致恐龙这一物种直接灭绝。

恐龙之所以灭绝,是因为恐龙没有针对小行星威胁的防御手段,但是人类拥有非常多的太空探索组织,随着人类航天实力的提升,小行星防御也开始进入太空规划项目中。

解除小行星威胁,目前的通识就是改变小行星轨道,但是小行星的偏转非常困难,也一直停留在理论阶段,而NASA即将执行的DART项目,将进行偏转小行星的直接实验。

NASA的DART计划,计划在11月末发射:

目前DART小行星重定向计划,计划在11月24日发射,航天器将飞行撞击小行星Didymos的一颗小卫星,从而改变小行星的运动轨道。

DART航天器的重量为550公斤,撞击产生的效果其实非常微小,但是这种微小的改变,就可以影响整颗小行星的运动轨迹,从而保护小行星轨道上的其他天体。

DART计划的目的,是观察撞击带来的真实数据,从而评估人类是否有可能从小行星威胁中实现自保。

通过航天器的撞击,或许就可以避免人类重新走向恐龙灭绝的老路。

如果DART的航天器撞击,成功改变了小行星的运动轨道,那么这将是人类首次在太阳系干涉天体的运动轨道,而随着人类科技的发展,未来人类可以改变太阳系的地方会越来越多。

物理学家表示,人类正在占据太阳系的主导地位,随着人类可以干涉天体的运动轨道,未来人类或许可以整理太阳系的天体轨道,从而长时间确保地球的安全。

DART如何改变小行星的轨道?

此次DART选择的小行星目标非常特殊,这个小行星拥有自己的小卫星。而DART的目标,并非是小行星本体,而是小行星的卫星。

DART是一颗立方体卫星,本身并没有携带任何爆破装置,因此撞击就是唯一改变小行星的方式。

通过撞击小行星的卫星,可以影响卫星的速度以及轨道,这种影响会进而通过引力作用,影响到小行星本体,从而逐渐改变小行星的轨道。

这颗小行星距离地球非常遥远,虽然DART航天器会在11月发射升空,但是撞击到小行星目标,需要在太空飞行一年时间。

因此撞击带来的结果,也需要一年后才能观察到,如果DART计划能够发挥作用,那么人类或许就可以团结应对小行星威胁。只需要发射航天器撞击小行星或小行星的卫星,就可以改变小行星的轨道,帮助地球规避威胁。

小行星防御,最珍贵的是时间:

虽然根据目前的数学模型,航天器撞击小行星的成功率很高,但是想要防御小行星,天文学家最担心的是时间。

此次进行小行星防御实验,航天器需要飞行一年时间才能撞击到目标,而目标逐渐改变轨道也需要时间,这就意味着人类必须提前进行防御,否则很难有效改变小行星的轨道。科学家认为最佳的防御时间,是提前100年进行准备。

然而根据目前的科技水平,提前100年发现威胁并不现实,而且科学家也很难准确预测100年后的天体轨道,因此人类需要防患于未然,在小行星威胁来临之时,就可以迅速做出反应。

小行星威胁是关乎人类存亡的大事,然而目前有实力发射小行星防御航天器的国家并不多。

除了NASA即将进行的DART计划,中国也开始关注小行星防御,并且对小行星本努进行了轨道计算,根据计算结果,人类可以利用23枚长征五号火箭,改变小行星本努轨道至安全距离,从而规避小行星威胁。

随着世界对小行星防御的重视,相信不久之后,就会有系统的防御办法,保护地球家园

来源:新初百科

11月3日上午,2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重召开。国际核能领域著名学者、清华大学王大中院士获国家最高科学技术奖。

国家最高科学技术奖是中国五个国家科学技术奖中最高等级的奖项,评选条件也极其的严苛。

王大中院士因其带领产学研联合团队实现了我国高温气冷堆技术从跟跑、并跑到领跑的整体发展过程,为我国在先进核能领域逐步走向世界前沿奠定了重要技术基础,而获得这个重大奖项。

也许你还不理解什么是高温气冷堆技术,那么今天我们来为大家简单的介绍一下。

2011年的福岛核泄漏事故,相信大家都还记忆犹新,到现在核废水的处理,都还是全球关注的问题。因此,如何让核能更安全高效的为人类所用,一直是科学家们研究的课题。

美国西屋电气公司的先进非能动压水堆安全系统(Advanced Passive PWR,简称AP)安全防线是装水量数千吨的大水箱。泰拉能源公司的行波堆核电技术主要优势是,将贫铀浓缩过程产生的副产品逐步转化为核燃料加以利用,而无须将其从反应堆堆芯中移出,从而减少了核扩散可能性,降低了核燃料循环的总体成本,并保护了环境。

而王大中院士所研究的高温气冷堆则被研究人员形容成“火龙果”。为什么是火龙果呢?

原来,在高温气冷堆中,需要大量的球形燃料。以清华大学研发的1万千瓦高温气冷堆为例,需要把核燃料做成直径为0.5毫米的核芯,再在其周围依次包上三层碳和一层碳化硅,形成直径1毫米的包覆颗粒,然后再把8000个包覆颗粒弥散在石墨中,制成直径为6厘米的燃料元件球。

高温气冷堆的安全优势是功率密度低,并可以通过对包覆颗粒的设计、材料和工艺上的严格管控,进一步防止燃料颗粒被烧毁。

早在1974年,清华大学核研院就开始了球床高温气冷堆的探索性研究。1981年,核研院的王大中远赴当时的联邦德国求学。在导师指导下,王大中从德语零基础到用德语进行博士论文写作及答辩,仅花了一年零九个月的时间。他留德期间的科研选题“模块式中小型高温气冷堆的设计和研究”,为中国2003年成功修建世界第一座第四代模块式核反应堆(1万千瓦)奠定了理论基础。

2004年,清华大学对高温气冷堆固有安全性进行验证试验:在反应堆正常运行时切断电源,模拟最严重的事故状况,结果反应堆在没有人为干预的情况下,依靠自身应对措施安全地停了下来。国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,简称 IAEA)专家组现场见证了试验过程,并给予高度评价。但同时,低功率密度也造成了目前高温气冷堆体积庞大、造价高昂的不足。

2012年,世界首座20万千瓦级高温气冷堆示范电站在山东荣成开工建设。通过欧盟长周期辐照考验验证,颗粒燃料元件可以在1250—1350℃下长期运行,达到了反应堆出口氦气平均温度1000℃的要求。

在积极推进20万千瓦示范工程的基础上,高温气冷堆正在向60万千瓦模块式商业化机组推进。这项工程的意义在于:利用固有安全性的优势,替代中小煤电机组,开发移动式气冷堆;利用氦气出口温度高的优势,为制氢、海水淡化提供能源保障;利用模块化优势,为电网规模不大的“一带一路”沿线国家提供中小机组。

以上内容来自于《碳中和》一书,这本书中不仅有未来人类如何与核能更好的相处。还从生活、环境、生命、空间、金融、创新、文艺、哲学、大学九个维度,系统阐述了人类命运共同体理念下的全球变暖“三十六计”。如果想了解未来四十年,全球经济社会系统性变革的前沿信息,不妨打开书来看一看。

《碳中和——全球变暖引发的时尚革命》

沈亚东 著

上海科技教育出版社

转自【上海科技教育出版社】

来源:上观

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