當(dāng)人類(lèi)第一次擁有離開(kāi)地球探索太空的能力時(shí),，我們對(duì)于了解地球以外物體以及探索太空的渴求伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展而愈發(fā)的強(qiáng)烈起來(lái)。與此同時(shí),，當(dāng)人類(lèi)所發(fā)現(xiàn)的宇宙空間越來(lái)越大,，我們渴望飛向更遠(yuǎn)太空的夢(mèng)想也隨之而來(lái),。
為了了解更多，也為了飛得更遠(yuǎn),，科學(xué)家們所研究的新技術(shù)和產(chǎn)生的新思想大多數(shù)都會(huì)首先應(yīng)用于太空計(jì)劃,。這些技術(shù)創(chuàng)新往往都涉及最基本的能源問(wèn)題，通過(guò)對(duì)這些太空技術(shù)進(jìn)行分析,，我們可從中尋覓未來(lái)世界的能源應(yīng)用,。
太空旅行用半導(dǎo)體墨水作光源
日前，位于美國(guó)亞利桑那州的N次方環(huán)球技術(shù)有限公司（NthDegree）與美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）簽署了一項(xiàng)合約,，將共同開(kāi)發(fā)一種“輕質(zhì)低耗”的光源,。
NthDegree是一家針對(duì)照明,、太陽(yáng)能和能量存儲(chǔ)等應(yīng)用領(lǐng)域從事無(wú)機(jī)印刷和柔性半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的技術(shù)公司。該公司最新開(kāi)發(fā)出一種名為Nth Light的半導(dǎo)體墨水,，可作為創(chuàng)新性的光源,。
目前，NASA正對(duì)該技術(shù)進(jìn)行測(cè)試,，評(píng)估其安全性,，以判斷這種墨水是否有毒，是否可以滿(mǎn)足太空旅行的要求,。
NthDegree公司網(wǎng)站透露,，該公司還發(fā)明了一種可以將半導(dǎo)體墨水轉(zhuǎn)移到襯底上的新方法。據(jù)了解,，這種墨水內(nèi)含有使用傳統(tǒng)晶圓制成的二極管和晶體管以作為功能元件,。使用標(biāo)準(zhǔn)高速印刷機(jī)便可以發(fā)揮出這種墨水的功能特性。
在2012年6月舉辦的信息顯示學(xué)會(huì)展覽會(huì)議上,，就展示了使用該技術(shù)的固態(tài)照明裝置,，該裝置在標(biāo)準(zhǔn)氮化銦鎵異質(zhì)外延上，制成微型的發(fā)光二極管,，并分散到半導(dǎo)體墨水黏合劑中,。該方法還可以應(yīng)用于未來(lái)的油墨開(kāi)發(fā)，以及硅或III-V族化合物的半導(dǎo)體制造技術(shù),。
NthDegree公司表示,，這種半導(dǎo)體墨水的應(yīng)用技術(shù)可以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。據(jù)了解,，以一臺(tái)60公分寬的柔性凸版印刷機(jī)為例,，每分鐘可印刷出75公尺，以每年運(yùn)作300天,，每天工作20小時(shí)計(jì)算,，大約可相當(dāng)于2.5億顆A-19標(biāo)準(zhǔn)的LED燈泡。而技術(shù)成本僅類(lèi)似于現(xiàn)有的節(jié)能燈泡,。
藉由傳統(tǒng)印刷技術(shù)來(lái)制造出具備有功能性的電子裝置,，可繞過(guò)元件封裝這個(gè)步驟，直接印刷到基板上的元件還能讓廠商設(shè)計(jì)出外形和功能更加多樣化的照明裝置,。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的照明面板,，尺寸為60公分×120公分，亮度達(dá)5000流明,，并整合了100W的電源,。該面板是為了取代現(xiàn)行的熒光燈照明而設(shè)計(jì)，可提供更廣泛的色溫，壽命長(zhǎng)達(dá)5萬(wàn)小時(shí),。此外,，NthDegree公司開(kāi)發(fā)了外形為硅球狀的薄膜太陽(yáng)能裝置，并預(yù)計(jì)其效率將可與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池面板媲美,。
這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用或許會(huì)改變我們一貫的照明方式,。
核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的“好奇”號(hào)
2011年11月26日23時(shí)2分，“好奇”號(hào)火星探測(cè)器發(fā)射成功,，順利進(jìn)入飛往火星的軌道,。2012年8月6日，“好奇”號(hào)成功降落在火星表面,，展開(kāi)了為期兩年的火星探測(cè)任務(wù),。
8月22日，美國(guó)宇航局科學(xué)家表示,，重達(dá)900公斤的“好奇”號(hào)火星車(chē)已完成了第一次駕駛,，并在火星表面留下了清晰可見(jiàn)的車(chē)胎痕跡。此次行走中,，“好奇”號(hào)開(kāi)動(dòng)它的6個(gè)車(chē)輪,，先向前行駛4.5米，之后順時(shí)針轉(zhuǎn)彎120度,，又后退行駛2.5米,，前后共用時(shí)5分鐘。
從降落那一刻起,，全副武裝的“好奇”號(hào)就開(kāi)始展示自己的高科技含量,。作為美國(guó)第四個(gè)火星探測(cè)器，也是第一輛采用核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的火星車(chē),，其使命是探尋火星上的生命元素,。
相比之前的“勇氣”號(hào)、“機(jī)遇”號(hào)等使用太陽(yáng)能電池板的火星車(chē)受制于火星季節(jié)變化,，電池板提供的能量也有限,，“好奇”號(hào)的動(dòng)力由一臺(tái)多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器提供,，實(shí)際就是一塊核電池,。
因?yàn)槭褂昧撕藙?dòng)力，“好奇”號(hào)還曾經(jīng)引發(fā)了環(huán)保組織的抗議,，它也因此推遲了發(fā)射時(shí)間,。該系統(tǒng)由兩部分組成：一個(gè)裝填钚-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶，可以將钚-238產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電力,。這一系統(tǒng)使用壽命為14年,，遠(yuǎn)高于太陽(yáng)能電池板。該系統(tǒng)足以為“好奇”號(hào)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的諸多儀器提供充足能量。
“好奇”號(hào)的設(shè)計(jì)行程超過(guò)19公里,，并將在火星表面攀登高山,。與前輩們相比，“好奇”號(hào)火星車(chē)的質(zhì)量是它們的3倍,，體積超過(guò)兩倍,。“好奇”號(hào)攜帶10臺(tái)設(shè)備,，是“機(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)所攜設(shè)備數(shù)量的兩倍,，質(zhì)量的10余倍。
不難想象,，也許在未來(lái)我們的交通工具也將使用安全的核動(dòng)力,。
新太陽(yáng)能電池助力發(fā)展高級(jí)航天器
許許多多圍繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星，都需要依賴(lài)太陽(yáng)能作為能源,。這些人造衛(wèi)星通過(guò)在太空中展開(kāi)太陽(yáng)能光板來(lái)吸收太陽(yáng)光,。利用太陽(yáng)能電池在太空中充電，這是太空飛行最重要的能源組成部分,。
近日,，NASA宣布，其與可擴(kuò)展空間系統(tǒng)和ATK空間系統(tǒng)兩家公司簽約,，在太空技術(shù)項(xiàng)目上共同發(fā)展高級(jí)航天器的太陽(yáng)能電池系統(tǒng),。
據(jù)了解，大功率的太陽(yáng)能電力發(fā)動(dòng)機(jī)是目前擴(kuò)展人們太空活動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,，這種技術(shù)能開(kāi)發(fā)出更高級(jí)的太陽(yáng)能電池陣列系統(tǒng),。
目前，可擴(kuò)展空間系統(tǒng)和ATK空間系統(tǒng)兩家公司都在計(jì)劃推出更為先進(jìn)的方法為下一代大規(guī)模太陽(yáng)能電池技術(shù)和新的電池結(jié)構(gòu)服務(wù),。
NASA表示,，相對(duì)于現(xiàn)在的電池技術(shù)，新技術(shù)會(huì)極大減少電池的重量和體積,，并預(yù)期大幅增強(qiáng)其性能,，新的系統(tǒng)足以產(chǎn)生更為強(qiáng)勁的能源動(dòng)力。
NASA在此期間還舉辦了一個(gè)競(jìng)賽,，規(guī)定兩家公司都要在未來(lái)18個(gè)月內(nèi)完成開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池技術(shù)的項(xiàng)目,。第一階段兩家公司都能達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)后，項(xiàng)目的第二階段將通過(guò)太空中模塊化可擴(kuò)展的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)完成太空飛行的準(zhǔn)備工作,。競(jìng)賽獎(jiǎng)金高達(dá)700萬(wàn)美元,。
未來(lái)，太陽(yáng)能這種清潔能源的利用,，勢(shì)必會(huì)得到更廣闊的發(fā)展,。