2022年度最令人兴奋的100项科技创新【航空航天】（2020年十大科技创新）

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2022 POPSCI 百佳科技成果奖

自 1988 年以来，大众科学每年都会隆重介绍那些让我们的生活变得更美好的科技创新。2022 年——第 35 个年头——詹姆斯·韦伯太空望远镜凭借源源不断地向地球传回夺令人瞠目结舌的宇宙图像，而获得了本年度科技创新的最高荣誉。但它只是 100 项最佳科技成果中的一项。

今年的“百佳科技成果奖”榜单分为 10 个类别，涵盖航空航天、工程、消费电子、医疗健康、安全与防御、汽车、娱乐、个人护理、运动与户外、家居。系好安全带，一睹它们的风采吧。

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​大众科学

​2022年度 百佳科技成果 TOP100

​# 航空航天 #

2022年度 百佳科技成果-航空航天

人类能改变太空中的游戏规则吗？2022 年 9 月，美国航空航天局成功的DART航天器撞击小行星实验证明，人类是有可能通过故意撞击太空岩石来改变其路线的。这甚至还不是今年在太空中出现的最重大的事件——詹姆斯·韦伯太空望远镜向我们揭示了一个焕然一新的宇宙。回到地球上，航空工业的创新也达到了新的高度——机场里的“平行现实”，独特的通勤电动飞机起飞了，紧随其后的还有一架能自动飞行的“黑鹰”直升机。

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年度创新大奖

​詹姆斯·韦伯太空望远镜
重新审视宇宙的新工具
美国航空航天局

​https://webb.nasa.gov/

​每隔一代人，就会有一种颠覆性的天文学工具出现——超越了之前的一切。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）就是这样一个创新。经过 20 多年的努力，耗资 97 亿美元，JWST 于 2021 年 12 月 25 日发射升空。自今年 2 月首次开始成像以来，JWST 时刻吸引了全世界的注意力。

​JWST 可以看到形成恒星的深处；可以回溯到 130 亿年前的远古星系，那时它们还处于萌芽期；可以窥视系外行星，在天文学家曾经不得不重建它们存在的微弱痕迹的地方直接看到它们；它甚至能告诉我们这些恒星和星系是如何从原始物质中聚集到一起的——这是哈勃太空望远镜无法企及的。

这一切还都只是 JWST 的序幕。由于望远镜在到达轨道最高点时消耗的燃料比最初预期的要少，JWST 可能有足够的燃料在 10 年窗口期后继续使用。我们已经迫不及待地想看看它还将带来怎样让人眼花缭乱的宇宙景象。

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“平行现实”技术
专门为你定制的航班信息大屏幕
达美航空公司

​https://news.delta.com/mediakit/parallel-realitytm-experience​

紧赶慢赶跑进航站楼，眯着眼睛在满是航班信息的屏幕上寻找自己的航班。达美航空和一家名为 Misapplied Sciences 的初创公司共同推出了一款未来主义的新产品，希望能彻底改变这一现状。在底特律机场，这个名为“平行现实”的屏幕正在为旅客显示定制的航班信息。你只需扫描登机牌，告诉系统你是谁。然后，当你抬头看屏幕时，它就会显示关于你旅程的个性化信息。这套系统背后最神奇的技术是：显示屏上的像素可以在 18000 个方向中的任意一个方向发光，这意味着许多人能在同一时间、同一个屏幕上看到不同的信息。

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Alice电动飞机
未来空中通勤的新希望
Eviation公司

​https://www.eviation.com/​

受限于技术，电力驱动的飞机还只能实现短暂的飞行。这就是 Eviation 公司打算用一架名为 Alice 的飞机要做的事情：这架被设计用来城市间通勤的飞机，其机腹部装有重达 3.6 吨的电池，为它的两个电动机提供飞行所需的动力。事实上，它在 2022 年 9 月进行了首次飞行——在空中翱翔了短短 8 分钟，但很成功。随着电池技术的进步，该公司希望在不久的将来，Alice 可以搭载 9 名乘客，飞行超过 300 千米的距离。

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无人驾驶版“黑鹰”直升机
向无人驾驶迈进

西科斯基公司（Sikorsky）
https://www.lockheedmartin.com/en-us/news/features/2022/safe-reliable-and-uninhabited-first-autonomous-black-hawk-flight.html

西科斯基公司将其 Matrix 自主飞行系统从 S-76 SARA 验证直升机移植到了这架 UH-60A“黑鹰”直升机上。2022 年 2 月，它完成了美国国防部高级研究计划局“ALIAS”项目（ALIAS 是“机组人员驾驶舱内自动化系统”的简称）的测试——首次实现了全自主无人驾驶飞行，飞行时长 30 分钟。2022 年 10 月，它再次起飞（承载了 1.2 吨的重物），所有指令均由“虚拟副驾驶”系统发出。现在，经过改装的 UH-60 可以由两名飞行员、一名飞行员或无人驾驶，这意味在执行危险任务时，伤亡人数将降低至零。

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电子行李标签
你真正需要的行李牌

​阿拉斯加航空公司（Alaska Airlines）
https://news.alaskaair.com/guest-experience/alaska-airlines-first-us-airline-to-launch-electronic-bag-tag/

你已经可以利用手机进行值机，但如果携带了需要托运的行李就另当别论了。2022 年，获得电子行李标签的阿拉斯加航空常旅客（2500名会员已经免费获得到2023年，任何人都可以购买）在家里就能创建自己的行李牌（航班起飞前24小时内有效）。采用 NFC 近场通信技术的电子行李标签，允许通过手机将行李牌信息传输到电子墨水显示屏上。抵达航站楼，只需要把固定有电子标签的行李放在托运的地方，就可以和排队说再见了。

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Zipline无人机自主回避系统
用声音探测空中的障碍物

​Zipline公司
https://www.flyzipline.com/detect-and-avoid

很多公司都在寻找让无人机探测障碍的更好的解决方案。无人机快递公司 Zipline 通过利用声学探测而不是“视觉”解决了这个难题。无人机机翼上的 8 个麦克风可以自主连续监控空域交通情况（覆盖范围2000米），识别入侵者的潜在飞行路径，并调整无人机自身的路径，以避免潜在危险。目前，该公司仍在等待监管机构批准全面启用这一智能回避系统。

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DART航天器
改变小行星或任何天体运行轨迹的可能
美国航空航天局和约翰·霍普金斯大学应用物理实验室

​https://dart.jhuapl.edu/

地球人一直都在担心太空中的小行星会摧毁整个世界，现在可以松口气了。2022 年 9 月 26 日，一艘 0.5 吨重的航天器“故意”以 22530 千米/小时的速度撞向了直径约 160 米的小行星 Dimorphos。美国航空航天局 10 月 11 日证实，双小行星重定向测试（DART）的撞击改变了 Dimorphos 围绕其同伴小行星 Didymos 的轨道，甚至超过了预期。多亏了 DART，人类第一次改变了小行星的运行轨迹。这个戏剧性的实验给了天文学家希望——避免小行星撞地球所导致的世界末日。

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CAPSTONE月球探测器
首个独自前往月球并进入光环轨道的探测器
Advanced Space公司

https://advancedspace.com/mISSions/capstone/

CAPSTONE 于 2022 年 6 月 28 日升空，这是一个只有微波炉大小的 CubeSat 立方体卫星——一种廉价的微型卫星设计，它能帮助大学、小公司和没有重大太空计划的国家进入太空。目前，地球轨道上有上百颗立方体卫星，尽管其中一些已经搭上了前往火星的便车，但没有一颗是靠自己的力量前往月球的——直到 CAPSTONE 在 11 月 13 日成功独自前往月球并进入绕月光环轨道。尽管在前往月球的旅程中出现了控制问题，但它的创造者坚称，更多低成本的太空探索将随之而来。

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“大型综合巡天望远镜”（LSST）相机
32亿像素的全球最大“数码相机”
美国能源部SLAC国家加速器实验室和智利薇拉·鲁宾天文台

​https://www.lsst.org/about/camera​

很快，位于智利北部沙漠的薇拉·鲁宾（Vera C. Rubin）天文台将为天文学家提供近乎实时的南半球天空视图。要做到这一点，它将依靠世界上最大的相机——直径超过 1.5 米的镜头和配套的快门，能拍摄惊人的分辨率达 32 亿像素的图像（据说可以拍到月球表面的灰尘）。LSST 相机的工匠们目前正在对其进行最后的检测，2023 年 5 月，它将搭乘波音 747 货机飞往智利，然后用卡车运往最终目的地。

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EHT事件视界望远镜
看到银河系中心的黑洞
欧洲南方天文台（ESO）

​https://eventhorizontelescope.org/​

就在几十年前，银河系中心的超大质量黑洞人马座A*（Sagittarius A*）还是一个模糊的概念。现在，多亏了事件视界望远镜（EHT），我们对它有了模糊的图像，或者，由于黑洞不发光，我们对它周围的吸积盘有了模糊的图像。EHT 实际上是一个全球射电望远镜网络，从德国延伸到夏威夷，从智利延伸到南极，经过 300 多名来自世界各地的科学家们多年的艰苦建设。EHT 于 2022 年 5 月发布了人马座A*图像，这也是 EHT 拍摄的第二张黑洞图像，此前它在 2019 年拍摄了 M87 星系中的一个超大质量黑洞。

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波音“星际客船”CST-100 Starliner
一种前往国际空间站的新方式
波音公司

​https://www.boeing.com/space/starliner/

在经历了多年的预算问题、技术延误和测试失败后，波音公司备受期待的“星际客船”乘员舱终于升空。2022 年 5 月，一次无人驾驶的测试发射成功地从肯尼迪航天中心起飞，与国际空间站（ISS）对接，并返回地球。现在，波音公司和美国航空航天局正在准备“星际客船”的首次载人测试，预计于 2023 年发射。届时，“星际客船”将与 SpaceX 的“龙飞船”并肩作战——不止一种选择将航天员送入太空。两者之间有一些区别：“龙飞船”落在海里，“星际客船”落在陆地上。Crew “龙飞船”由 SpaceX 自己的“猎鹰9号”火箭发射，“星际客船”则更加灵活。