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《KIT计划在太空中进行气候研究》

  • 来源专题：大气污染防治与碳减排
  • 编译者： 李扬
  • 发布时间：2023-11-27

  •     欧洲航天局（ESA）已选择卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的概念进行大气层变红外层析成像（CAIRT）卫星任务，作为地球观测任务的剩余两个候选者之一。该行动的最终决定将在2025年做出。

       KIT气象与气候研究所的Bj?rn-Martin Sinnhuber教授解释表示，他正在协调科学工作。“如果欧空局最终选择我们的提案，我们应该能够在2030年代初获得数据。届时，CAIRT可以作为ESA Earth Explorer 11卫星发射到轨道上。该任务的目的是获取有关地球大气层变化的数据。预计这将提高对大气环流、大气的确切成分和区域气候变化之间联系的理解。

       CAIRT的核心是成像红外光谱仪，以前所未有的空间分辨率测量大量痕量气体、气溶胶和大气波。CAIRT将定期测量红外范围内5公里至115公里高度的大气层，水平分辨率约为50公里乘50公里，垂直分辨率为1公里。

  • 原文来源：https://www.meteorologicaltechnologyinternational.com/news/climate-measurement/kit-plans-climate-research-in-space.html
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相关报告

  • 《美航空航天局关于在太空中建造核反应堆及下一步计划》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-07-27
    • 今年早些时候，美国能源部(DOE)向三家公司授予了三份合同，每份合同价值约为500万美元，以获得可部署到月球的核裂变表面动力系统的设计方案。根据美国国家航空航天局的说法，这样的技术可以在本世纪末部署到月球。 能源部合同所授予的资金将用于开发一个40千瓦的裂变动力系统的初步设计概念，该系统应能在月球的恶劣环境中至少持续10年。洛克希德-马丁公司、西屋公司和IX公司是被选中的合同公司，这三家公司都将与其他公司合作进行设计开发。 由于核裂变系统相对较小且重量轻，它们是月球环境的理想选择。它们也可以可靠地发电，而不依赖于地点、可用的阳光和其他自然条件。如果这种技术被成功开发和部署，可以为前往月球、火星和其他地方的长期任务铺平道路。 美国国家航空航天局格伦研究中心的裂变表面电源项目经理托菲尔就相关问题与媒体进行了互动。 地球上的核反应堆通常被放置在大型安全壳建筑内，但对月球上反应堆的描述似乎没有这样的结构。这其中的原因是什么? 托菲尔：月球上的反应堆确实有安全壳，但它比陆地上的反应堆所需要的要小得多。一个典型的陆地核反应堆可产生1000兆瓦的能量，而月球反应堆将产生40千瓦，或0.04兆瓦。由于月球反应堆包含的核材料要少得多，其结构(包括安全壳和屏蔽)要比典型的地球反应堆所需的结构小得多。 安全是美国宇航局在地球上和太空中开展的每项活动的核心原则，安全被纳入空间核动力系统的设计、测试、制造和运行的每个阶段。月球系统设计将提供与适用于地面系统相同的保护和安全标准。 在这样的反应堆被部署到月球之前，需要克服的最大挑战是什么? 托菲尔：一个挑战是，向月球的发射和上升包括强烈的振动和冲击，因为火箭级在燃烧其燃料后分离。一个空间反应器必须有一个坚固耐用的结构、电子器件、通信设备和电力转换设备的设计，以便在发射环境中生存。在月球表面运行的另一个挑战是拒绝反应堆产生的动力处理热量。像地球上使用的水或空气冷却系统在月球上是不可能的。 相反，NASA将需要热辐射器，通过将废热排入太空来冷却反应堆。这与国际空间站上用于管理热量的过程相同。最后，另一个挑战是在离地球25万英里的地方操作发电厂，必须开发和测试自主控制系统，以确保安全运行和故障检测。所有这些挑战都是可以解决的，并将通过详细的设计和测试活动予以克服。 与地球上的核泄漏相比，在太空中处理核泄漏的难度会大多少? 托菲尔：这种情况发生的可能性极小。安全分析将包括所有方面，包括系统的正常和非正常运行阶段。美国宇航局非常重视安全问题，安全问题被整合到空间核动力系统的设计、测试、制造和运行的每个阶段。 这包括电力系统内的几层保护功能，以最大限度地减少运行期间发生故障的可能性，以及一旦发生故障的备用安全控制。例如，月球表面裂变动力系统将有冗余的控制措施，以检测故障并在其运行变得关键之前关闭反应堆。控制子系统将有主动和被动的措施，以确保反应堆核心可以恢复到亚临界状态，并确保反应堆燃料始终在稳定的温度下运行。 月球上波动的环境温度将对这种反应堆的工作产生什么影响? 托菲尔：系统热管理设计考虑到了月球表面环境温度的波动。散热板被用来在整个操作温度范围内将废热排入太空。热辐射板的尺寸将被设计成能够处理最极端的月球条件。
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  • 《英国计划2050年前建造太空太阳能电站》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-11-20
    • 太阳能作为一种可再生的清洁能源，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分。 据外媒报道，英国政府近日委托“Frazer-Nash Consultancy”公司筹划一项新研究，以分析“基于太空的太阳能”(SBSP)的可行性，并计划2050年前在地球同步轨道建造太空太阳能电站。 据了解，太空太阳能电站是基于太空太阳能发电技术发展起来的。该技术利用卫星在太空中把太阳能聚集起来，然后把能量集中射向地面，再转变成电能供人类使用。 虽然太阳能具有普遍存在、清洁无害、能量巨大等特点，但是缺点也显而易见。例如受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响;效率低和成本高等。 但是在外太空，太阳能却不会受到这些不利因素的影响，并且太空中的阳光强度要比地面大5-10倍，太空太阳能发电技术可提供恒定而没有污染的能量，这与地面上断断续续、受云层遮盖影响较大的太阳能利用方式有很大区别。 更重要的是，这样产生的能量不会像燃料电厂那样排放污染物，也不会像核电站那样产生放射性废料。因此，太空太阳能发电这项革命性技术一旦成功，将改变能源的整体格局。 此前，太空太阳能发电技术面临的主要问题就是如何将能量带回地球以及太空太阳能电站的昂贵造价。 而现在，科学家们已经成功实现了太阳能微波级能量的无线远距传输，光电效率也已经大大提升。随着商业航空公司发射成本的降低，太空太阳能电站已经成为可能。 根据英国航天局的说法，这项新研究将从工程和经济两个方面来研究太空太阳能电站，将着重关注如何在地球同步轨道上大规模组装此类卫星。 Frazer-Nash公司的太空业务经理Martin Soltau表示，我们正在组建一个专家小组，并将对太空太阳能电站与其他形式的可再生能源进行比较，以了解它在未来清洁能源技术组合中的作用。
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