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篇1
“年老”的恒星可能会突然发生爆炸，亮度猛然增加上万倍，然后才慢慢变暗。那些爆炸时亮度特别高的星星便被称为“超新星”。恒星的核能耗尽以后，死亡的恒星遗骸分为白矮星、黑洞和中子星三种类型，脉冲星则是中子星的一种。
脉冲星属于高速自转的中子星。脉冲星之所以能够发射稳定的电磁脉冲信号，得益于它的小体积和大质量，以及星体高速自转并具有强大的磁场。在宇宙中，恒星的体积越小、质量越大，其磁场就越强。典型脉冲星的半径仅有10千米，质量却在1.44 ～3.2倍太阳质量之间，是宇宙中除黑洞以外密度最大的天体。在已经发现的脉冲星中，自转周期最快的可达到0.001337秒。因此，只有高速自转的中子星才适合扮演脉冲星的角色。
脉冲星具有极其稳定的信号周期。目前国际时间基准基于原子时系统。天宫二号实验室搭载的空间冷原子钟，虽然有望实现约3000万年误差1秒的超高精度，比氢原子钟数百万年误差1秒要高出一个数量级，但与脉冲星提供的时间精度相比还是相差甚远的。因此，脉冲星有“自然界最精准的天文时钟”的美誉。
非凡的导航素质
作为自然界最稳定、最精准的天文时钟，脉冲星将成为未来人类探索宇宙的灯塔。目前使用的GPS、格纳洛斯、北斗和伽利略卫星导航系统，由于受卫星运行轨道高度的限制，并不能为在深空中飞行的航天器进行自主导航，而传统的天文导航方式精度较低、技术难度大，利用地面深空探测
网对航天器进行跟踪，测控信号强度会随着距离的增大而衰减。故科学家设想，利用已发现的脉冲星为深空航天器进行导航。
截至目前，已发现和编目的脉冲星数量已达到2000多颗，其中160多颗具有良好的X射线周期辐射特性，可作为导航候选星，而人类在地球上能观测到的脉冲星还只是其中的一小部分。天文学家估计，银河系的中子星总数可能有数万颗。
脉冲星可以在射电、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线等多个电磁波频段产生信号辐射，其中X射线信号最为稳定，最适宜用来为导航服务。人们通常也把在该频段辐射信号的脉冲星称为X射线脉冲星。
当脉冲星高速自转时，磁极波束若扫过安装在地面或航天器上的探测设备，该设备就能接收到一个脉冲信号。依靠脉冲星发出的X射线脉冲信号，就可以为航天器提供高精度的位置、速度、时间和姿态等丰富的自主导航信息服务。那时的脉冲星，就犹如一个在浩渺宇宙中持续稳定地发出导航信号的灯塔。
其实，利用脉冲星进行导航的设想，早在40年前就被提出，但利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的理论研究却只经历了10多年的发展时间。
2004～2005年，美、欧先后启动“X射线导航与自主定位计划”与“ESA深空探测器脉冲星导航研究计划”。美国国家航空航天局预定2017年实施在国际空间站安装“空间站X射线授时与导航技术探索”仪器的计划。2005年以来，我国也开展了有关X射线脉冲星导航的课题研究，并于2016年成功发射脉冲星导航试验卫星。这是世界上首个在轨的脉冲星导航试验系统。
脉冲星试验卫星
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专业设置特点
航天是个令人向往又神秘的职业。为了推出本期专题，记者在做了充分案头准备后进行了调查采访，现在，就让我们按照航天器的发射程序走进航天类专业。航天器升空的每一个步骤都涉及很多交叉学科与专业，本文中所列举的，是每一个步骤所对应的比较重要的专业之一，其中有些专业既涉及航空类，也涉及航天类。
小贴士：载人飞船升空分几步？
第一步，随着倒计时口令，点火升空。逃逸塔分离。
第二步，助推器分离。一、二级分离，一级坠落。
第三步，整流罩分离，船箭分离。5次变轨控制后，航天器进入预定椭圆轨道。
第四步，太阳能帆板打开。
第五步，航天员执行空间任务。
第六步，返回大气层。
航空和航天有着密不可分的联系，又有所区别。前者是研究近地面飞行环境及物体的，而后者是研究大气层外高空飞行环境及物体的。航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，培养把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。无论是飞机还是航天飞行器，都是综合科学技术的结晶，因此从广义上讲，材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机等都是航空航天技术不可或缺的学科基础。随着航空航天事业的迅猛发展，近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。
中国有7所国防院校，11家央属国防企业集团。涉及航天领域的专业，排名前三位的高校分别是哈尔滨工业大学、西北工业大学和北京航空航天大学。其中尤属哈工大的航天专业实力强，毕业生中有很多已成为各领域的专家和骨干，如中国航天科技集团副总经理马兴瑞、中国空间技术研究院院长袁家军、海王集团总裁张思民等。
“关行器设计专业，一共包括三个方向：卫星、火箭和导弹。最开始觉得火箭和导弹都比较‘暴力’，所以高考填报志愿时，我选择了与航天工程紧密相连的卫星方向。”北京航空航天大学宇航学院大四的小和介绍说，北航宇航学院下设三个专业：飞行器设计与工程专业、探测制导与控制技术专业和飞行器动力工程专业。其中，飞行器设计与工程专业的学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识，并受到航空航天飞行器工程方面的基本训练；探测制导与控制技术主要负责航天器送入太空后，对其进行制导和各种变轨姿态调整控制；而飞行器动力工程主要负责研制火箭发动机。据宇航学院的学生介绍，这三个专业中，飞行器设计与工程专业最热门，而选择探测与动力专业的人数则要少一些。
航天专业的学业与素质要求
航空航天类专业对学习者的要求是“厚基础、强能力、高素质、重创新”。学生要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识，接受航空航天飞行器工程方面的系统训练，通过各种实践性教学环节，可具备坚实的理论基础，良好的实践能力和分析、解决问题的能力、以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实，在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显，知识面宽，适应力强，发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高，申请国外大学奖学金的成功率也较高。
如果你想学习航天专业，那么，除了一腔热情外，还需要做好哪些心理上的准备呢？
由于航天职业的特殊性，从事航天职业需要三种精神。
1. 刻苦学习精神
航天专业要求高、课程多、任务重，要成长为一个合格的航天人，除了工科的基础课程之外，还要学习诸如发动机设计、自动控制理论、数字电路等专业课程。
以北京航空航天大学飞行器动力工程专业为例，该专业一个本科生成长为博士生，仅力学就要学习20几门，学生们每天自习到11点已是习惯性作息。
同工科专业一样，航天工程对学生的实践能力要求也很强。学生除了修完课程、掌握理论，还要懂技术。因此，动手能力强、有组织协调能力的考生学这个专业很适合。
2. 吃苦奉献精神
“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”被誉为“载人航天精神”。神舟成功发射，被大众熟悉的只有少数几个人，但是背后有数以万计的航天人在默默无闻地工作着。“飞行工作更多的是辛苦，而不是神秘。工作人员需要比较强的抗压能力，以及良好的心理素质。”一位在航天一院702研究所做航天测试测量技术与设备的工作人员告诉记者，他们的工作时间上朝九晚五，但是来了试验任务，就要加班加点不分昼夜地把它完成。具体到个人的职业，航天火箭与飞船的设计制造需要反复测试某些零部件、程序的稳定性及安全性，比如像飞机上的“黑匣子”之类的东西，以保证飞行器、导弹等执行任务时万无一失，并获得飞行中或执行任务时所需要测量的参数。
此外，航天工作人员会经常去酒泉、西昌的靶场执行任务，而靶场是炮弹爆炸或飞船起飞、卫星发射的地方。
3. 团队协作精神
航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，团队协作精神在航天领域体现得更为充分。航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，有的时候自己的成果仅为别人做嫁衣裳而已，因此，在航天领域里少不了团队协作精神，一个人只能完成更多的任务，但是绝对不可能包揽所有的工作。正如一位在航天一院工作的孟先生所说：“航天是一项既神秘又平凡的事业，航天事业是一个巨大的系统工程，需要许多行业、许多不同专业的工程技术人员及科研管理人员共同协作，需要每个人都具有协作意识、吃苦耐劳精神以及奉献精神，安于自己平凡的岗位，做一个螺丝钉，不要太计较个人得失。”
需求趋势与就业前景
近几年，随着神舟飞船的频繁发射，航天专业进一步升温。有媒体报道，最被看好的12类专业中，航空航天专业名列其中。
据哈工大招生就业处负责人介绍，该校航天专业的学生在入学时成绩在全校是数一数二的，录取分数在全校最高，集中了校内的“尖子生”；在就业方面去向也非常好，主要给中国航天科技集团公司和航天科工集团公司输送航天人才。学生毕业时国内的航天科研院所都抢着要。
复旦大学力学与工程科学系博士生导师唐国安教授预测，我国飞行器可供开发的空间很大。载人火箭发射成功，意味着我国准备开始对外空间进行和平开发，航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛。北京航空航天大学宇航学院党总支书记孟庆春介绍说，我国飞行器可供开发的空间很大，许多应该用到飞行器的民用领域目前还未开发利用，在私人使用上也几乎是空白，因此，飞行器设计与工程专业的人才会是我国将来急需的人才。
航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求，包括航空航天经营管理、航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造、零部件研发与设计、航空航天新材料研发等方向，其中航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。
“我想以后在航天五院好好发展，做一名总体设计师。”学飞行器设计与工程专业的小和2012年6月份从北京航空航天大学毕业，去了航天五院深造，完成了他儿时作为一名航天工作者的梦想。
据小和介绍，宇航学院的本科生毕业之后也能找到工作，比如他们班当年就有人去了航天火工、东航、西安飞机强度研究所、北京现代、东风日产、陕西鼓风机等企业。也有很多本科生选择继续深造，读研或读博，并且几乎都去了十大航天院所，如航天一院、二院、三院、五院和八院、沈飞、成飞、西飞等等。“飞行器设计专业是国家自建国以来持续扶植的产业。我国的火箭技术相比于美国俄罗斯还比较落后，为了日后的载人登月计划，必须研制出更强大的火箭。我很看好本专业的就业前景。”
未来十年是我国航空航天事业发展的重大战略机遇期，需要更多更好的人才。为了加强对航空工程骨干专业技术人才的引进和培养，建立高水平、高素质的航空专业技术队伍，航空工业第一、二集团公司在北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等院校设立了航空奖学金，金额每人每学年7000～11000元不等，以支持立志投身祖国航空事业的学子顺利完成学业，这对于家庭经济比较困难的同学无疑是很好的选择。
同时，除了飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程等专业外，航空航天事业还涉及信息、能源、制造等技术的综合专业。随着我国国民经济的发展和综合国力的提高，航空航天高科技领域的成果已不仅仅应用于航天飞船上，也在逐渐向电子、机械、汽车等领域渗透。也就是说，学习航空航天类专业的同学一样能在其他领域大展才华。
报考注意事项
航天人才≠杨立伟
高校航天专业的培养目标都是航天工程领域的技术与管理人才，而非培养宇航员。形象地说，航天专业出来的人才可以当戚发轫这样的总设计师或袁家军这样的总指挥。要是想当杨立伟一样飞上太空的宇航员，现阶段在我国只能报考飞行员。
身体条件要求
篇4
一、航空航天板块的发展前景
航天航空制造业是我国的军事保障，是一个国家综合实力的体现，其稳定健康的发展有着极其重要的意义。政府也必会对其发展做出扶持政策，对其进行监管和调控，保持其板块价格波动幅度不会太大，从航空板块的见涨，和各大相关股票价格良好发展趋势，利润总额不断增长可以看出我国政策扶持起到了极其重大的作用。而同时航空航天上升到国家利益层次方面，不会产生垄断寡头市场，所以不管股市如何产生巨大波动，该板块也不会因股市影响产生较大不稳定、无规律的变化。
二、政府扶持对航空航天板块的影响
从国家政策层面，通航产业正面临前所未有的历史机遇。2013年12月10日，国务院《关于消息和下放一批行政审批项日的决定》，民航局取消了国内通航企业承担境外通航业务的审批。2013年11月18日，中国人民总参谋部和中国民用航空局联合了《通用航空飞行任务审批与管理规定》，指出军方将国防、领土不相关的通用航空飞行任务的审批权让渡了出来，从而在一定程度上的优化了对通航飞行的流程。
此外，工信部已经完成高端装备制造业五个重点发展方向，包括《航空装备制造业十二五规划》。同时，《民用飞机行业发展条例》也以法律形式明确的表面了对航空制造业的支持政策。在政策的实施下，航空航天制造业出现一片良好的局势。据行业报道：航天科技集团前10个月收入增长近20%，利润总额增长11%，航天科技大股东航天科工三院前10月利润同比增长29.2%。从板块上来看，军工板块继续明显跑赢大盘。兴业竣工板块加权涨跌幅6.7%.平均涨跌幅90/e，上证指数涨跌幅1.1%。航天科工集团和民参军板块明显跑赢其他板块，预示着投资者对其前景的看好。
三、政府扶持对航空航天板块的启示
1.健全股票市场
适合航天航空制造业发展的股市才是促进产业最快发展的道路，航空航天制造业属于一个国家战略性的发展工业，其必会在政策的引导下按预期的道路发展。由于我国股票价格传导的渠道发挥效应前提条件缺失制约了资本市场有效传导政策的效应，因此我国应借鉴西方发达国家经验，健全股票市场，采取有效措施。具体可以分为，（1）扩大股票市场规模，调整优化市场结构。发达国家航空航天股票市值占GDP比重较高，而我国日前比例尚且较低，造成了航天航空制造业不能最优质适合我国国情发展。另外，也可逐渐取消国有股，法人股，公众股不能互相流通的限制，鼓励利社会公民持股，这些建议也可提高该制造业股票的高效流通性，同时，政策适当凋控将减少股价大幅波动情况的产生。（2）提高该制造业龙头公司质量，健全股票发行于续。（3）规范信息披露制度，提高透明度。（4）减少军业及其相关制造业的资源浪费，保持最优质的资源利用率。
2.壮大航空航天产业
从航空航天产业的分布来看，北有沈阳、哈尔滨、石家庄，南有南昌，东有上海，西有西安、成都。产业分度在全国都有完善的发展和制度。同国外的军工巨头相比，国内的上市市场规模较小。可以有如下几个方面发展：（1）加强自主创新能力，推动制造业健康发展。只有拥有自主知识产权，形成系列化发展和良好规模生产，才能使其健康发展。（2）建立配套的政策扶持，将政策进一步优化和系统化，为其发展营造有力的政策环境。
总之，我国已经率先在航空航天和国防领域有了技术突破和创新产业升级。该产业发展前景良好，在未来10年里，证券市场的成熟稳定，为航空航天板块提供了良好的投资环境，航空航天产业将进入一个高速发展时期。只要我国政策的继续实施，不断的总结经验和在失误中吸取教训，不断的对航空航天扶持产生正向效应，我国的航空航天将会走在世界航空航天的最前列。
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篇5
空气动力学是研究物体同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化,在流体力学基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。空气动力学的发展对于航空航天飞行器的研制有着极为重要的意义,是航空航天最重要的科学技术基础之一,对国家安全、经济发展、社会和谐都有着重要和用。在过去一段时间里,由于航空工业的相对成熟,关于航空领的研究更多的集中于如何通过改进制造过程降低成本,而不再将主要力量投入新技术的研究,但随着国际形势的日益严峻、信息化程度的提高以及航空运输对安全性经济性的要求,航空技术研究面临着更多更新的挑战,使得全球重新提高了对航空技术研究的关注程度。作为航空航天技术的重要基础学科之一的空气动力学,也面临着全新的机遇和挑战。
1 空气动力学研究意义和研究现状
1.1 空气动力学研究意义
人们最早对空气动力学的研究可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测,但真正形成独立学科是在20世纪航空事业的迅速发展之后,是在经典流体力学中发展并形成的新的分支,并且迅速成为发展航空航天各类飞行器的重要基础科学和关键技术,推动整个人类航空航天事业的发展,成为航空航天事业发展的基础。如今,空气动力学已经不再仅只是应用于航空航天领域,还被应用于环境保护、公路交通、铁路交通、冶金、建筑、体育等众多领域,对整个人类社会的发展与进步都有着极为深远的影响。
1.2 空气动力学研究现状
在20世纪90年代,随着航空工业的迅速发展,使得航空工业整体技术程度相对于其它行业都成熟许多,基于此种原因,在较长一段时间里学界多认为航空工业已经走向成熟,尤其是空气动力技术基础技术方面,因此航空工业的研究将更多的集中于成本费用的降低,而减少了对应用技术的研究重视程度,使得空气动力学的研究相对缓慢。进入21世纪以后,随着计算机技术、通信技术、飞机设计技术等的发展,人们重新重视起了空气力学的研究,使得空气动力学得到了较好的发展。如以Euler及Navier.Stokes方程为主要数学模型的整机及部件绕流流场和气动特性计算研究领域,在我国即得到了极大的发展,并被应用于很多重点型号的研制中;再如飞机多外挂气动干扰特性研究、现代歼击机大攻角过失速气动持性研究等,都取得了极大的进展,在计算空气动力学领域也取得了突出的成绩,很多研究成果处于国际先进水平。
2 空气动力学研究所面临的挑战
传统的认为空气动力学研究已经足以满足航空航天需求的认识很明显是错误的,随着飞机一体化设计技术、微型飞行器、行星探测飞行器的发展,必然向空气动力学的研究提出新的挑战。
3 先进飞机器研制需求所带来的挑战
随着航空交通事业的不断发展,以及出于国家安全等方面的需要,对先进飞行器的研制需求不断提高。如高机动性作战飞机、可重复使用高超音速飞行器、大型民航机、大型运输机、地效飞行器、微型飞行器、智能飞行器、无人侦察机、战略战术导弹、应用卫星、概念武器等,都对空气动力学的研究提出了更多的挑战性课题,需要空气动力学从复杂流场预测、喷流干扰、气动隐身、微流体力学、气动防热、高超音速边界湍流、低雷诺数流动力学、地面效应等多个方面进行更深入的研究,而所有这些研究,都涉及高度非定常、线性,包括复杂的物理化学变化效应的影响,难度极大。
例如,大容量运输机的研发,首先需要解决大容量运输机高燃油效率、低噪声、常规跑道起飞着陆能力的需要。在这里,虽然高燃油效率可以通过混合层流控制技术(HLFC)、发展新型发动机、采用高效的气动设计方面来进行满足,但这些技术要应用到大型飞机、高Re数情况却还存在很多缺陷和不足。再如低噪声的研究也是大型飞机所必须关注的问题,必须充分将声学研究向气动研究结合在一起进行。同时,还必须考虑增升阻力、尾涡效应、发动机喷流和外流干扰效应等。
3.1 自适应流动控制需要所带来的挑战
传统空气动力学对绕复杂物体的流动,多集采用涡发生器、吸气、吹气、肋条等技术进行模拟研究,但这种研究主要集中于流动的被动控制,随着近年来电子技术、软感技术、材料技术等的发展,传统的集中于被动控制的研究存在许多不足,必须对宏观流动和微观流动的主运控制进行更深入的研究,这对飞行器的未来发展有着极为重要的意义。只有提高自适应流动控制研究水平,才能提高自适应流动控制技术,为飞机结构设计提供更为全面的飞行控制函数,以有效减轻飞机重量和飞行能力。
篇6
着陆问题
在火星上着陆通常利用降落伞减缓降落速度。然而。由于火星大气较为稀薄，因此即使打开降落伞，降落速度仍旧很快。在地球上，跳伞运动员打开降落伞后降落时速可从约193千米降至不到16千米；而在火星上，跳伞运动员的降落速度可达到每小时1600千米’即使打开降落伞，时速仍可达到320千米。“好奇”号降落时将打开一个约15米的超音速降落伞，这是在行星际任务中使用的体积最大的降落伞。此外，一个圆盘状的平台将点燃火箭，在距离地面七八米的高度盘旋，帮助“好奇”号减缓速度。
不幸的是，这项技术无法“放大”：一个40吨的载人登陆器在穿过火星大气层时使用的减速伞尺寸将相当于玫瑰碗体育场，因此需要很长的膨胀时间，在它完全打开前登陆器已经触地。美国航空航天局进入、降落和着陆技术部门负责人、工程师迈克尔・莱特表示：“当前的任何技术都无法让40吨的重物在火星表面安全着陆。我们必须研发新技术，战胜这一挑战。”
美国航空航天局开始研发充气式空气动力学减速器技术。与容易损坏的降落伞不同，这种减速器非常坚固，能够在足以撕裂降落伞的高速度下使用。
极超音速充气式空气动力学减速器可以折叠放入火箭，只要在进入火星大气层前充气，短短几秒内便可膨胀到约24米。这种减速器将采用凯夫拉尔纤维等轻型材料打造，非常坚固，能够经受住穿过大气层时的高温考验。
喷气推进实验室的工程师伊恩・克拉克表示，美国航空航天局计划在2012年年初测试这种技术。届时。工程师将把一颗热气球送入地球上层大气，然后释放一个直径4.57米的甜甜圈形物体，这个物体随后膨胀到约6米，模拟在火星环境下减速。克拉克认为。研制6米的极超音速充气式空气动力学滴速器非常具有可行性，当前面临的一大挑战是充气后如何保持减速器的稳定性。在穿过火星大气层的过程中。即使微小的摇摆也会产生影响。工程师莱特表示：“越小越好。尺寸越大，摆动越强烈，让问题趋于复杂。”
进入火星大气层
在向火星表面降落过程中。大型登陆器可以借助超音速充气式空气动力学减速器(SlAD)减缓下落速度。曼宁说：“SIAD与降落伞差不多，但可以在更高的高度打开，同时速度更快。性能更高。此外。这种减速器也可以按比例放大。我们可以研制约30米，甚至更大的充气式减速器完成减速工作。”
由于质地坚固，这种减速器可以在登陆器以4倍或者5倍音速穿过火星大气层时充气，这一速度是降落伞无法承受的。SIAD可以利用巨大的表面积提高登陆器的阻力，进而减缓速度。与降落伞不同，SIAD并不是尾随在登陆器后面，而是像一个巨伞一样打开，罩在登陆器前面。
据工程师估计，载人火星任务需要的SIAD宽度为22米～48米。在登陆器穿过火星大气层的过程中，科学家必须考虑SIAD承受的高温，先进材料或者某种类型的隔热板可以帮助解决这个问题。但更大的障碍是，如何研制一个大尺寸并且可以快速打开的SIAD。美国航空航天局兰利研究中心的工程师尼尔・彻特伍德表示：“从某种程度上说，尺寸太大便无法立即膨胀。”对研制尺寸超过15米的SIAD，彻特伍德的态度并不乐观。他说：“如果派遣体积2倍或者3倍于‘好奇’号的登陆器，使用的SIAD将不具有可行性。”
超音速反推进火箭
最后一项可用于将更大有效负荷安全送上火星表面的技术是超音速反推进火箭，它利用火箭产生的反推进力减速。绝大多数火星登陆都使用反推进火箭，但都是在速度低于音速的情况下。让体积超过“好奇”号的登陆器安全降落火星表面，需要工程师研制出能够在登陆器超音速下落时点火的火箭。在存在大气的情况下，这显然是一种危险的做法。莱特说：“在这种速度下打开推进器会产生各种复杂的冲击波，进而影响到登陆器。”
目前，美国航空航天局并没有超音速反推进方面的经验，也没有太多数据可供参考，因此很难预测冲击波将对登陆器产生何种影响。过去的2年时间里，美国航空航天局在风洞内进行了一系列测试，观察超音速情况下点燃火箭产生的流场。但这一实验目前已被叫停。
这种叫停对未来的载人火星任务产生了不利影响。美国航空航天局的一项研究发现，载人火星任务必须使用超音速反推进技术；没有这项技术，让人类登陆这颗红色星球将成为一种不可能。当然，也有人认为可以采用另一种方式完成这项工作。彻特伍德就表示，可以借助充气式空气动力学减速器，之后利用降落伞让登陆器的速度降至亚音速，同时仍可以使用传统制动火箭。
篇7
1 航空航天工业常见焊接技术
1.1 电子束焊技术
在真空环境下，将高速电子流聚焦后对准工件进行缝接，而这时电子束的动能转化为热能，将金属工件熔合，这种焊接方法就称为电子束焊（ EBW）。它也是一种高能束流加工技术，与其它焊接技术相比具有很多优点，例如：能量密度高、焊接深宽比大、变形小、精度高，还可以自动控制等。电子焊接技术这些优势，使得它在航空、航天、电子、核工业等产业方面应用广泛。将电子束焊接技术运用于航空制造业中，使得制造飞机发动机更加精密，质量更加先进，也使得很多零件的减重设计、异种材料或者难以整体加工的零件材料的焊接得以实现。在航空航天产业方面，最重要的技术就是焊接零件具备高强度、低重量和稳定性的特点，而电子束焊接恰好解决了这一问题。由此可见，在航天航空领域，电子束焊接已经成为一项必不可少的技术。
1.2 激光焊技术
激光技术首先依靠偏光镜反射装置，将激光束聚焦在工件上，利用光束产生的巨大能量，瞬间就可以将工件熔化和蒸发，这种技术就是激光焊接。激光焊所需的装置较为简单，焊接时能量密度高、精确度高，工件变形小，而且可以焊接难熔零件等，这种技术在室温或特殊条件下都可以进行。在对飞机大蒙皮和附件进行拼接时，经常用到激光焊技术。早在1970年左右，美国就将激光焊技术运用于航空航天工业中。他们制造了一台15kW的CO2仿激光焊机弧光器，在生产飞机的各种零件和材料时运用了激光焊技术，对其进行焊接试验及提高工艺标准。空中客车公司生产的A340飞机，其零件中的全部铝合金内隔板都是利用激光焊接技术完成，使得机身重量有所，生产成本也得到降低。
1.3 搅拌摩擦焊技术
1991年，英国焊接研究所（英文简称为TWI），研发了一种新的固相连接技术，并将其命名为搅拌摩擦焊技术（英文简称为FSW）。该项技术是世界焊接技术发展史上研究历史最短但传播速度最快的焊接技术。它的工作原理是，通过一种非耗损的搅拌头，使其高速旋转，然后压入待焊界面，经过高速摩擦加热被焊金属界面从而产生热塑性。最后，零件在压力、推力和挤压力的共同作用下形成致密的金属间扩散连接。该项技术的特点是，焊接时无需材料、无飞溅、无需气体保护、零件损伤小等，由此也被称作当代最具革命性的焊接技术。例如，波音公司在生产C-17和C-130运输机时，也利用该技术焊接地板来代替紧固件连接，使得地板结构得到简化，生产成本得到降低。总而言之，搅拌摩擦焊技术将在未来的工业应用中发挥巨大的潜力。
1.4 扩散焊技术
扩散焊又称扩散连接，它是指在真空环境或者气体保护下，对母材加热至熔点以下，将两个或多个零件表面施加压力，使界面产生微观塑性变形形成紧密接触，保持某一温度使原子在界面扩散而，最终将零件连接到一起。使用该焊接方法，一次可焊接多个接头，零件的接头质量好、形变小，而且焊后无需机加工。由于这些优点，在直升飞机的钛合金旋翼桨毂、夹层风扇叶片、飞机大梁、发动机机匣、涡轮叶片等零件的生产制造过程中，扩散焊技术已经得到了广泛的运用。在航空航天领域，焊接技术已经成为了必不可少的重要连接技术，该技术的运用使得飞行器重量有所减轻，发动机质量有所提高，所以大大推动了航天航空产业的发展和生产技术的提高。很显然，我国航天航空工业在将来的发展中，离不开焊接技术。与此同时，该技术的运用也会推动航天航空工业的飞速发展。
2 焊接技术在航空航天工业中的应用―以电子束焊接技术为例
随着技术的不断进步，越来越多的先进焊接技术被研发出来，不仅可以有效地减轻航天航天结构的重量，更可以通过提供先进的技术支持，为航天航空飞机、发动机综合性能和整体性能的提升提供帮助。电子束焊接技术则是航空航天工业中普遍运用的一种焊接技术。
2.1 电子束焊接在发动机燃烧室中的应用
发动机燃烧室身部主要使用的是不锈钢焊接结构和铜胎上电铸金属。但是，在进行焊接时，由于受各自物理化学性能存在巨大差别，极大地增加了焊接难度，特别是在接头处记忆产生杂质。当存在较大的焊接应力时，接头处容易出现开裂。同时，在高温情况下，电铸层容易出现削弱，甚至剥离。此外，在采用电子束焊接时，也会受到来自电铸金属层的磁性的影响。因此，在采用电子束焊接技术进行焊接时，首先应对电铸金属层进行整体退磁，对电子束的路径进行磁场屏蔽处理。焊接时，主要采用高压型电子束焊机对燃烧室进行焊接。要尽量避免焊接时产生过多热量，避免变形，并尽可能的降低接头的应力，防止易熔夹层的形成，避免应高温而出现的结合力降低的情况，可以有效地避免开裂情况的出现。
2.2 电子束焊接在波纹管组合件中的应用
航空航天发动机产品中波纹管组合件是其重要组件之一。同时，也是需要利用电子束焊接技术进行焊接的重要部分。一般而言，多层金属波纹管是航天发动机的主要的动密封原件。多层金属波纹管作为动密封原件的主要优势在于不会出现卡滞现象，相对比较灵活。为此，保证运动灵活与良好气密性是波纹管组合件生产的关键所在，而这个环节需要通过焊接来实现。采用电子束焊接技术，可以有效地增强波纹管的接头强度，从而在尽可能避免变形的同时，保证焊接的美观和密封性。
2.3 电子束焊接在压力容器中的应用
在航空航天工业应用中，压力容器的主要用途在于对各种流体介质进行存储。压力容器质量的好坏，直接关系到空间系统的稳定性。电子束焊接在制造高质量压力容器中具有主导作用。在推进系统中，燃料储箱与气瓶是关键部件。根据有关部门的统计结果显示，压力容器的多发故障主要集中在气瓶焊缝处。因此，在进行焊接时，气瓶处焊接要求极高。采用电子束焊接时，可以通过单面焊双面成形，从设备和工艺的角度控制焊缝内外表面的咬边缺陷的出现。此外，随着近年来复核材料气瓶逐渐增多，其由内外两层构成。其中，内层为金属衬层，而外层的复合材料层。前者的作用在于气密作用，而后者的复核材料则主要承担大部分内压载荷。通过电子束焊接技术主要针对气瓶中的内层，即金属内衬进行焊接，这部分的金属一般采用钛合金或铝合金制作，因而相对比较薄。通过真空电子束可以更加精确的进行焊接，避免气孔缺陷。
3 结束语
焊接技术是航空航天领域的重要连接技术，它在促进航空航天制造技术的发展、实现飞行器的减重、高效中发挥着越来越重要的作用。可以预见，我国航空航天工业在突飞猛进的焊接技术的推动下定将取得快速发展。我们相信，随着技术焊接技术的不断进步，我国航空航天工业水平也将得到明显的提升。
参考文献
[1]王亚军，卢志军.焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术，2008，16：26-31.
篇8
能飞5年的无人机
泰坦航空航天是一家非常年轻的公司，成立于2012年，总部位于美国新墨西哥州，专注于研发太阳能无人机。
在2013年的国际无人操控载具展览（AUVSI）上，泰坦航空航天展示了正在研发的两款太阳能无人机Solara 50和Solara 60。
这是两架硕大无比的长航概念无人机，其中的Solara50是轻型版本，有着50米的超长翼展，升级版Solara 60则有60米的翼展和更大的骨架，它们由飞机弹射器发射升空并可以通过飞机底部的滑轮着陆。
泰坦航空航天更倾向于把他们的产品称为“大气卫星”，而不是行业内习惯的称呼“遥控无人机”或“无人机系统”。因为它们和轨道卫星一样，能够在空中长时间巡航停留。
以Solara 50为例：升空之后，它可以在20千米的高空携带一个32千克重的有效载荷，以每小时96公里的速度巡航飞行长达5年。
之所以可以不受天气和夜晚的影响不间断地工作如此长时间，是因为Solara无人机的机翼表面、升降机组和水平尾翼上，布满了总共约3000个高效率太阳能电池板。
白天飞行时，由太阳能电池板所产生的多余能量会自动存储在位于两侧机翼内的锂离子电池中，这样就可以保证为无人机夜间的续航飞行提供足够的动力。
这种超强的续航工作能力，正是泰坦航空航天认为无人机几乎可以替代大气卫星等设备，实现低成本气象监测的主要原因。
低成本多用途
目前，气象监测只有两种解决方案：发射卫星和地面监测，如果要完成大气观测和天气监测，通讯转播，海洋研究和地球成像等一些更高级的任务，发射气象卫星就成了唯一选择。
不过发射气象卫星通常要耗资数亿美元，而且无法回收利用，一旦卫星搭载的大气传感器或者仪表损坏，要么付出高昂维修成本去维修，要么只能选择遗弃它。
相比而言，无人机的成本就低得多，一套无人机系统的总成本不到200万美元，而且和卫星不同，即使是仪器设备损坏，还能让它降落，维修或更换设备后重新发射升空。
事实上，Solara无人机成本构成中最主要的部分，并不在于制造无人机，而是电池。理论上只要有足够的太阳能驱动，泰坦无人机就能够长时间地工作下去，但太阳能电池会随着时间推移逐渐老化，因此每隔5年左右就必须更换。
为了论证这个数据，在新墨西哥州，泰坦航空航天公司正用两架1/5原机大小的试验机进行试飞，今年夏季，全尺寸的机型将有可能正式上天，执行气象监测任务。
除了气象监测，泰坦航空航天公司给这两架无人机的使用定位非常广泛，Solara无人机还可以执行宇宙辐射监测、垃圾带跟踪、作物监测、海洋与大气温度监控、陨石跟踪和浮油映射等任务，另外在针对森林火灾和海上搜救等救灾方面，无人机也可以提供辅助。
比如监测森林火情，Solara无人机可以应用于森林火灾预警、火灾地点确定以及火情观测等，并且解决了传统无人机监测系统中无人机续航时间短的问题。
“太空无线路由器”梦想
如此广阔的应用前景让泰坦航空航天获得了不少战略投资者的关注，即使两年来Solara 50和Solara 60一直处在原型设计阶段，连正式的试飞和信号覆盖测试都没有进行过，泰坦航空航天还是获得了三笔融资。
不过，也正是因为无人机科研成本太高、硬件研发周期太长，一些早期投资者开始质疑这个项目的发展前景。资金紧缺之下，泰坦航空航天萌生出售想法。2014年初，Solara50完成了原型机测试，硬件设计工作结束并开始正式建造后，Facebook抛来了橄榄枝。
在外界看来，Facebook有意收购泰坦航空航天，除了Solara无人机未来的诸多应用前景之外，还有一个更迫切的想法，就是为了推进其2014年年初发起的全球互联计划，希望为全球无网络连接地区建立网络热点，提供免费上网服务。
泰坦航空航天的Solara无人机正好可以满足这个计划的硬件需求，在无人机上搭载超视距通讯系统所需的无线电中继器后，无人机就变成了一个置于空中的、信号覆盖范围极广的“无线路由器”。
因为Solara无人机的航空高度足够高，它的信号传播范围最大可达 100 海里（约 185千米），所以利用无人机在全球无网络连接地区实现组网后，它将会成为Facebook获取数十亿潜在用户的重要网络硬件接口。
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与传统的焊接技术相比较，当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势，目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术，无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论，并且阐述在实际中的应用。
一、先进焊接技术应用领域
（一）在航空领域的应用
在当前，新的焊接技术在世界上应用的都比较广发，主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造，也使用这种新的焊接技术，已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新，高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步，在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高，飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展，正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构（以复合材料为主）、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%，焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。
激光焊广泛应用于航空航天制造业，特别是武器装备和飞行器结构制造中，如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配（如腹鳍和襟翼的翼盒）、薄壁零件的制造（如进气道、波纹管等）以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。
搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面：机翼、机身、尾翼；飞机油箱；飞机外挂燃料箱；运载火箭、航天飞机的低温燃料筒；军用和科学研究火箭和导弹；熔焊结构件的修理等。
由以上资料可以看出，随着新材料、新技术的出现，在航空航天领域，先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。
（二）在汽车制造领域的应用
电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛，影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是，接头的力学性能不发生变化。同时，可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件，也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件，这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。
激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量，减少电焊数目，优化材料用量，减小零件重量，降低成本，提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件，无焊接变形，焊接速度快，不需要焊后热处理，激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。
目前，搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为：发动机引擎和汽车地方车身支架，汽车轮毂，液压成型管附件，汽车车门预成型件，轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架，载货车的尾部升降平台汽车起重器，汽车燃料箱，公共汽车，和机场运输车，铝合金电梯，铝合金汽车修理等。
二、技术创新的趋势
当前，新的焊接技术主要应用在大型的设备行业，这些行业关系着国计民生，但是随着科技的进步，技术方面也会相应的有所创新，相对也会渐渐的融入到民生行业当中，就当前发展情况来看，在未来主要有以下三方面发展趋势：小型化、集成化、信息化。
（一）小型化
随着各种新技术的涌现和融合，这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本，使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊（LAFSW），就是在焊前通过激光进行辅助加工，得到满意效果，还可以加工非金属和不导电的材料，大大扩大了该技术的使用范围。同时，还可以将已有焊接技术进行嫁接，以期达到更佳效果。目前，已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。
（二）集成化
当前主流的焊接技术在使用的过程中，很少出现与其他的技术共同使用的情况，基本上都是独立运行的，而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大，而且运行也十分复杂，与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高，也会有更广阔的发展空间，相应的也提高了生产效率。
（三）信息化
随着科技发展，计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合，使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用，也使得焊接技术可以基于网络信息的平台，建立一个庞大的数据库，通过数据库，完成了焊接技术的信息化。信息化的出现，方便了整个行业对该技术的使用与共享，从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考，在使用中也会有详细的记录，对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助，这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次，从而达到产业升级。
三、结语
焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步，品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠，性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，加强对现代焊接技术的研究开发，特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料，另一方面，先进制造技术的蓬勃发展，正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进焊接自动化技术革命性的发展。
参考文献
[1]李亚江，吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010 （9）.
[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010（9）：58.
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有待证实的理论是，在月球的冰冷地带那些陨石坑的深处聚集着冰，那里从来没有太阳光的照射。举例来说，有可能是彗星带来的水，会因为月球表面的强烈阳光照射而蒸发。但美国航空航天局月球与行星勘测项目主任门德尔说，很可能在陨石坑里有某种形态的水存在。
门德尔说：“在这种情况下，那可能不算是真的冰，也许是含有水成分的矿物。这样水成分就必须用什么方式从矿物里提炼出来，也许你想在基地附近，而不是在陨石坑里进行提炼，那样就又有了一个运输上的问题。”
门德尔所领导的月球勘测项目是美国航空航天局“星空”计划的一部分，目的是以月亮作基地，执行目标更为远大的到火星的载人飞行任务。他说，月球陨石坑观测与遥感卫星是重要的第一步。
科学家自信会找到月球水
总部设在休斯敦的月球与行星研究所的保罗・斯普蒂斯则比较乐观。他与美国航空航天局合作进行探索计划，他说那里可能会有形式更纯的水。
“如果能够提取出足够数量的水，在陨石坑顶部附近的一个基地使用，那就可以为人提供饮用水，并被分解成氢气和氧气。”斯普蒂斯说， “你可以利用水来导电，而也可能是太阳能电池板产生的，然后再把水还原成气态。当水变成气态时，可以被压缩到极冷状态，变成液态氧和液态氢，而这也是火箭的助推燃料。”
“无论月球冲撞计划与遥感卫星任务的发现是什么，美国航空航天局还将会有更多的跟踪计划，包括使用探测机器人来确认发现结果，并检测陨石坑里的物质。”斯普蒂斯说，“在人们登陆之前，使用机器人可以完成很多任务。可以让机器人登陆，检测那些物质的物理状态，甚至可以挖掘出泥土，尝试提取出比如说水一类的东西，看看有多困难。这些实验很多都可以靠机器人来做，因为月球离我们非常近，我们可以在地球上几乎同步地遥控月球上的机器。”
未获取珍贵的撞击图像
美国航空航天局此前曾称，LCROSS卫星将传回“半人马座”火箭撞击月球瞬间的照片，但结果并非如此。受资金限制，美国未给撞月卫星配备最先进的探测器和摄像设备，这可能是图像传输失灵的原因。
美国航空航天局工作人员随后表示，他们相信本次撞击是成功的。只是卫星在撞击前数秒停止向地球发送照片，这是美国本次撞月计划的一大硬伤。因为撞击图像最能直观反映月球南极表面的情形，为这里是否存在水提供有力证据。在此之后通过大量数据分析得到的信息都没有当时的图像信息有价值。
“重返月球”计划可能动摇
美国航空航天局“重返月球”计划的核心目标是在月球上建立永久基地，并以此为跳板，为美国登陆火星甚至探索更遥远的星体做准备。本次撞月任务被认为是为实施这一计划所迈出的第一步。
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一、航空类专业课程体系简介
在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。
从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。
在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。
二、“航空概论”通识类课程的建设情况
航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。
航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。
此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。
三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设
为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。
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目前，太空中最大的人造设备是国际空间站，其总重量约4500吨，需要31架飞船完成运载。据美国航空航天局计算，一架能带人类往返火星的飞行器会比空间站小，大概重1250吨。
供职于美国航空航天局太空中心月球与火星综合研究部的布雷特·德雷克透露，现有火箭需发射七八十次，才能组装一架可达火星的航天器。国际空间站历时10年才建成，组装火星飞行器也要花不少时间。
挑战2：燃料存储
当航天器处于近地轨道时，将以每90分钟一圈的速度环绕地球，在一半时间里经历着酷热，而另一半时间又感受着寒冷。这种冷热交替会引起火箭燃料氢和氧的蒸发。危险的是，若不能定期通风，这些物质还很容易爆炸。
氢格外容易泄漏，大约每月损失4％。如果需要在近地轨道停留1年，就将损失近1／2的推进剂。这是昂贵的浪费，因为每向太空送人1000克氢就需要10000美元。
挑战3：登陆火星
稀薄的火星大气层使降落伞不能迅速打开，为了宇航员的安全，工程师希望增大航天器体积，以便其着陆速度降下来。但实际情况是，火星大气层仅支持某种特定类型的火箭。因此，想在火星大规模降落物体，还需要科学家发明新技术。
挑战4：健康防护
“对复杂而精细的系统来说，太空可能是危险地方。而人类的身体或许是‘最复杂的系统’。”美国航空航天局医疗专家萨拉里说。讽刺的是，为地球上众多生命提供能源的太阳，在太空旅行中却是致命的。
一旦没有地球磁场的保护，太阳辐射就将在宇航员体内累积，增加患癌的风险。美国航空航天局近期的实验数据显示，类似太阳耀斑和高能粒子的大规模爆发，将致命程度的射线发射到了航天器上。
据计算，往返火星一次可能需要2.5年时间。近期研究发现，长期处于零重力状态下不仅会使骨骼发生降解、肌肉萎缩，还会造成视觉神经肿胀。如果治疗不及时，到达火星的宇航员也许已经骨骼脆弱且失明，十分虚弱。
挑战5：污染传播
地球是目前已知的唯一具有生命的地方，但由于外星存在生物的可能性，进行航天研究的国家一致同意并严格遵守着星球保护协定。当“阿波罗11”号飞船从月球返回时，美国航空航天局为了确保不携带太空病毒，将宇航员隔离了3个星期。
除了火星可能存在危害人类的物种外，我们也在尽量避免另一种情况的发生——人类将自身携带的细菌和真菌传播到火星上。现在，我们尚无能力阻止人类“污染”火星，但未来的技术将尝试在保护人类远离火星危险的同时，也使火星免受人类“危害”。
挑战6：应对沙尘
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3、技术优势有助于公司获得相应的市场份额，提升占有率。
江苏通光电子线缆股份有限公司（以下简称“通光线缆”，代码300265）专注于特种线缆技术的研究和开发，尤其在超、特高压输电线缆、航空航天用耐高温电缆、通信用高频电缆领域技术优势明显。主要产品OPGW、ADSS、OPPC等电力光缆，销售一直处于全国同行业前列，其中OPGW市场占有率排名第二，且市场份额逐年上升。公司是航空航天用耐高温电缆军方产品的五家国内供应商之一，特殊的竞争环境保证远高于其他产品的毛利率，随着细分产品收入占比提升，综合盈利能力得到改善。
主业突出业绩持续增长
通光线缆主要从事以高压、超高压和特高压为主的输电线路用电力特种光缆和导线、航空航天用耐高温电缆、通信用高频电缆的研发、生产和销售，行业涉及电力、通信、军工等。目前公司已全面掌握包括SZ型线生产技术在内的特种线缆行业核心技术，产品均为填补国内空白、替代国外高端特种线缆产品，实现了我国在高端特种线缆自主开发的重大突破，成为特种线缆行业的主要供应商。
公司主业突出，主营业务收入在营业收入中占比基本在98%以上，且最近三年主营业务呈高增长趋势，2009年度主营业务收入较2008年度增长31.35%，2010年度较2009年度增长28.05%，最近三年主营业务收入复合增长率为29.69%。
电力特种电缆及航空航天耐高温电缆、通信用高频电缆为公司主导产品。2008-2010年，这三项业务实现营业收入分别占主营业务收入总额的89.39%、89.92%和81.30%；毛利率贡献率分别为93.82%、91.01%和86.06%，是公司的主要收入和利润来源。
高端市场前景非常广阔
“十一五”期间得益于我国经济的高速发展，电线电缆行业总体保持了较好的增长势头，年平均增长速度为18.77%，远远超过9%的GDP 增长速度，产量达到世界第一。未来，在电力、通信、航空航天等行业快速发展的背景下特种线缆行业将迎来更大的发展机遇。
公司通过持续的技术创新，逐步在特种光缆产品制造和工业设计两个领域内形成了4项核心技术，并获得20项专利，是国内少数拥有成熟的OPGW生产技术的企业，已经形成并确立了在该产品领域的技术领先地位。随着大规模特高压电网建设的展开，公司超高压线路的技术优势有助于公司在特高压建设中获得相应的市场份额，届时公司市场占有率将进一步提高。
募投项目形成新增利润点
