足球比赛结果的研究人员正在突破太空技术的极限，突破界限 人类的探索。
几十年来，将人类送上火星一直是 NASA 最崇高的目标之一。但有 原因有很多，说起来容易做起来难。体重限制、辐射问题、 燃料可用性和其他未知变量都是需要克服的障碍。在密歇根州 科技方面，许多研究人员正在寻找解决方案。
任务：找到更好的方法让人们和维持他们的系统摆脱困境 行星；为卫星以及未来的宇宙飞船开创更好的推进系统； 确保宇航员能够回家。
正确的东西
扩展太空探索的第一步是让人员及其设备 离开地球。但旅行时间越长，行李箱就越重。火星之旅 需要九个月的时间。那是很多内衣裤（更不用说水，食物， 氧气和其他必需品）。
格雷格·奥德加德，理查德和伊丽莎白赫内斯教授计算力学及其附属教授材料科学与工程，说一枚火箭/人/着陆器/设备/有效载荷可能花费高达 100 万美元 每磅将一个人送上火星。
“很难证明这一点是合理的，”他说。 “如果我们让有效载荷尽可能轻怎么办？ 我们可以减轻所用材料的重量。”
尽管进行了数十年的研究，体重问题仍然存在。这就是 NASA 工作的原因 与足球比赛结果合作建立空间技术研究所。奥德加德发球 计算设计超强复合材料研究所所长 ()，由 11 所大学、两家公司和空军研究实验室组成的合作伙伴关系。
该团队正在利用碳纳米管和聚合物来创造一种超轻、超 具有比金刚石更强的抗拉强度的坚固复合材料。 然而，碳纳米管太小，聚合物很难抓住它们。
“作为一个研究所，我们的工作是以更好的方式形成这种材料，以便 我们利用碳纳米管的优势，”Odegard 说。
但是测试材料的成本很高。解决方法是计算建模。
“我们可以在计算机上非常准确地在原子水平上对这些材料进行建模，”他 说。 “如果我们批量生产它们，我们可以预测它们的特性。计算机 相对便宜且快速，因此我们可以预测分子结构如何 无需进入实验室进行任何操作即可影响性能。”
Odegard 表示，该团队正在对多种不同的纳米管聚合物复合材料进行建模， 旨在为 NASA 提供三种材料设计。
“在足球比赛结果，我们的专业是纳米级的计算机建模。所有 这是在上完成的，”他说。 “具体来说，我们使用专门的软件包来模拟结构， 我们材料中原子的运动和相互作用。”
在苏必利尔苦苦思索的几个月里，其他大学的同事们 设计通过下一阶段的开发。项目的其他方面 正在培养研究生成为下一代航空航天材料 研究人员并为材料基因组计划做出贡献。该举措采取 团队开发并提供的计算工具和材料 公众——解决这个问题的头脑越多越好。
拥有磁流体，会旅行
据说，人类平均每天与卫星互动 36 次。你呢 查看天气、使用 GPS 导航或发送短信？这一切看似 地球上的活动需要太空技术。
L。布拉德·金，罗恩·斯塔尔和伊莱恩·斯塔尔太空系统教授，研究新的推进方法 在没有太大阻力但有引力的太空中，尤其是 用于“立方体卫星”和其他小型卫星。
“卫星不能停在加油站，”金说。 “我们专注于增加 发动机的燃油效率。”
King 表示，目前卫星重量的 25% 是燃料。铁流体推进器 提供了一种将其降低至 5% 左右的方法。铁流体推进器使用磁性 将磁性液体塑造成一定的几何形状，然后使用电场 形成推进剂射流。这么大的面积可以容纳数百个推进器 邮票的大小，可以为鞋盒大小的卫星产生足够的力量。虽然 磁流体推进器仍在开发中，这项技术进步意味着 立方体卫星需要一包口香糖大小的燃料箱，从而挽救卫星任务 一百万美元。
铁质流体推进器的速度并不快，但效率很高 很长一段时间。卫星任务通常集中在单个火箭上， 小型卫星搭便车不一定会在理想的轨道上释放 海拔高度。磁流体推进器可用于将每颗卫星移动到其所需的位置 进入轨道，然后到达那里后，通过对抗阻力来延长任务；上涨必须 毕竟，最终会下降，其中包括卫星。
一旦离开地球，人类只能靠装满火箭燃料的坦克走这么远，所以 设计其他的太空机动方式至关重要。
“我们使用的发动机具有很高的燃油效率，但推力非常低，”金说。 “物理定律禁止两者。我们可以用一点推进剂走很长的路，但它 需要很长时间。”
这是岩石科学
尽管考虑到火星任务的变量，即使是最 经验丰富的项目经理头晕目眩，真正的挑战不是到达那里，而是 回来了。而很少有宇航员愿意分享马特·达蒙的经验火星人。一种解决方案是只携带足够到达火星的燃料，并依靠机器人和 岩石准备好足够的燃料并等待回家，说保罗·范苏珊特，机械工程高级讲师和联合首席研究员NASA 早期创新资助.
通过将从红色星球上的石膏水中开采的氢原子与 大气中的二氧化碳，范苏珊特提出机器人可以制造甲烷 在载人任务之前用于火星上的火箭燃料。在受控环境中， 机器人可以挖掘石膏等软岩石，然后用水射流将其破碎 将岩石切成小块并加热，这是释放结合水的过程 来自矿物。该方法符合行星保护指令并避免 挖掘机械的磨损。
根据数字，van Susante 计算出加满一个油箱需要 16 公制 480 个火星日期间收集的水量（每天 33 公斤）加上 19 公吨 大量大气二氧化碳产生甲烷，液氧作为一种方便的 副产品。这个时间跨度将为地球上的工程师提供足够的时间来确认 在向这颗红色星球派遣人类任务之前，燃料箱已加满。
“这不是火箭科学，而是岩石科学，因为我们可以制造火箭燃料 从岩石中出来，”他说。
来自遥远的银河系
物理研究人员佩特拉·休恩特迈耶，副教授，以及大卫·尼茨，教授，请检查太阳系之外的宇宙事件。他们的贡献 高海拔水切伦科夫 (HAWC) 和皮埃尔·奥格 (Pierre Auger) 合作成果已发表 去年秋天的三篇文章，全部发表在期刊上科学.
Huentemeyer 与目前在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作的周浩 '15 一起， 看过暗物质的可能起源。他们研究了新的粒子扩散模型并计算了伽马射线发射 形态学，帮助 HAWC 伽马射线天文台排除了 Geminga 脉冲星 对作为正电子过剩的来源。虽然结果在他们科学论文并没有证实暗物质的探测，他们确实证实了正电子过剩 天文台测量的结果不能用脉冲星云抛出粒子来解释。
“全球各地都在做出各种努力来直接探测暗物质，” 洪特迈耶说道。 “暗物质很难被探测到。暗物质是难以捉摸的。我们 没看到。”
她解释说，我们认为它存在的原因是因为采用了物理学家的理论 了解万有引力，然后观察恒星绕行的速度 盘状星系的中心，它们没有以我们期望的可见速度行进 很重要。某处一定存在黑暗、不发光的物质导致了这种情况。
在另一个银河之谜中，尼茨和合作者布莱恩·菲克，足球比赛结果的另一位物理学教授，为解决该问题做出了贡献 关于宇宙粒子是否从银河系外传播的 50 年老问题 银河系。了解宇宙射线及其起源可以帮助我们回答 关于宇宙、银河系和我们自己的起源的基本问题。 皮埃尔奥格天文台研究人员的合作发现粒子的起源比银河系还要远.
尼茨致力于研究记录天文台水箱中信号的电子设备， 它由分布在 3,000 公里范围内的 1,600 个探测器组成。 阿根廷。他编写了被编程到电路中的代码，该代码将 水箱探测器中的切伦科夫光转换成数字信号。这使得 硬件可以对储罐中记录的信号做出快速决策，以及是否 它们值得进一步分析。
“我真的很喜欢这种科学。但我是一个亲力亲为的人，”尼茨说。 “我想象 我们如何从概念到实际构建仪器，以便我们能够解决这一问题。”
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
