吸净空气中的二氧化碳

地球已不容许人类继续排放二氧化碳到大气中，但已排放的二氧化碳也不会消失，所有迹象显示，二氧化碳浓度会持续升高数十年。     

微等离子体转化二氧化碳发射光谱诊断

火星大气层的主要成分为二氧化碳，如果能够利用低温等离子体方法高效分解二氧化碳，使其转化为氧气和一氧化碳加以利用，可以大幅降低航天员生命保障相关载荷长途运输的成本，进一步提高生命保障能力。低温等离子体放电过程中会产生大量活性组分，可以在数百度温度下实现二氧化碳的高效解离，是具有很大潜力的二氧化碳解离与转化方式。设计了一种尺度在亚毫米级、功率输入为数瓦的直流微槽等离子体反应器，可以在较低气体温度下实现二氧化碳分解。测量了反应器电流、功率等放电参数，采用发射光谱确定了体系中激发态组分，分析了激发态粒子谱线强度随输入电压、稀释气体比例等反应器工作参数变化，利用氮气分子振转谱带测量了等离子体放电区振动温度和气体温度。研究表明，添加氩、氦、氮气均可以增强二氧化碳的分解，添加氦气可以促进二氧化碳的电离过程。稀释气体激发态因具有高能量，可以通过潘宁解离通道增强二氧化碳分解。氦组分激发态的能量高于二氧化碳电离能，可以促进二氧化碳的电离反应。微等离子体内存在强烈的振动 平动非平衡现象：振动温度约为4400~4800K，而气体温度仅为450 ~600K，表明可以通过合理的放电和结构设计，定向将能量注入到振动态，从而进一步促进二氧化碳的振动解离。     

开始掩埋温室气体

美国西弗吉尼亚州新哈芬的登山家发电厂展开了一项碳封存计划，预计在5年内将50万吨以上的二氧化碳注入地下岩层。虽然这个数量还不到全球温室气体排放量的0．00001％，也不到登山家发电厂本身排放二氧化碳的2％，但这是燃煤发电厂首次能以可行的工业技术解决二氧化碳排放的问题，而这也是全球各地燃煤发电厂期盼仿效的目标。     

冰岛火山：戳穿气候怀疑论者的谎吉

气候怀疑论者一直偏爱这一理论，即火山喷发产生的二氧化碳比人类活动产生的二氧化碳要多。随着埃亚菲亚德拉冰盖的艾雅法拉火山的喷发。这一理论就在他们眼皮底下被推翻。     

多种示漏气体分析仪的研制

借鉴欧洲空间中心所用检漏仪的原理及主要技术措施，采用分子泵和机械泵的真空获得系统、钛升华泵和旁通阀真空维持系统、高灵敏的质谱分析系统，研制出了一次能检测出多个系统的高灵敏的多种示漏气体分析仪。文章介绍该分析仪的原理、设计方案、设计特点、设计计算。进行了性能测试，结果表明：该分析仪在大气环境条件下，最小可检测Ｈｅ，ＣＦ４的浓度小于５×１０－８，对Ｎｅ小于５×１０－７。     

热离子质谱分析仪的研制及定标

热离子质谱分析是空间等离子体探测的核心技术之一.热离子质谱分析仪采用了半球形静电分析器结合基于碳膜的飞行时间系统方案，是目前应用最广泛、最成熟的空间热离子质谱分析技术.热离子质谱分析仪解决了三项关键技术，即5mV高分辨扫描高压，10~20nm超薄碳膜处理以及30kV超高加速电压.分析仪原理样机在瑞士伯尔尼大学完成了定标试验，实现指标参数如下:能量范围为0.499eV~29.94keV，能量分辨率为10.5%；能够实现离子成分H+，He+，O+的分辨；视场范围为360°×8.4°，角度分辨率为22.5°×8.4°.基于热离子质谱分析仪的研制基础，可以进一步开发出更高质谱分辨、更大探测视场以及小型化的等离子体探测载荷.      

网络分析仪时域测量技术综述

矢量网络分析仪直接测量两端口网络的微波特性，是射频微波测量领域中应用最广泛的仪器之一。网络分析仪时域技术在故障点定位、多路径消除、不连续性测试等应用中有着非常重要的意义，但是如何合理选取时域模式和设置参数是困扰工程研究人员的难点。本文对网络分析仪时域测量模式、离散数据取样、频率截断、窗函数、归一化等时域测量理论进行详细介绍，给出了时域测量范围和分辨力的计算方法，并以开路器的时域响应为例，说明了时域测量相关参数的设置依据。     

冬天的雪和恐龙的屁

很早就想写这样一篇文章了，因为有“科学家”研究认为，恐龙灭绝于它们自己的屁。道理似乎很简单：恐龙吃了大量的有机食物后，在消化过程中会产生大量的屁，这些屁的主要成分是二氧化碳、二氧化硫之类。大量的恐龙产生大量的屁，这就改变了大气的成分。二氧化碳和二氧化硫增多造成的温室效应使地球变暖，恶性循环的结果是地球最终变成了一个大温室，     

美国“轨道碳观测”卫星发射失败

2009年2月24日01：55，美国“轨道碳观测”（OCO）卫星在升空后不久，用于保护卫星的整流罩未能按预定程序被抛掉，导致该卫星坠入南极洲附近海域。1OCO卫星简介OCO卫星耗资2．88亿美元，总质量约为530kg，设计寿命2年，由轨道科学公司研制，是美国第一颗专门用于监测全球大气中二氧化碳含量的卫星。该卫星主要任务是绘制完整的大气二氧化碳循环地理分布图，     

神舟飞船的"模拟人"

当人类进行太空飞行活动时．载入航天器的舱内大气环境是航天员赖以生存的基本环境。人在正常的大气环境中进行气体物质(主要是氧气、二氧化碳及水蒸汽)和能量(主要是热量)的交换，维持生存的基本需要。座舱大气环境的主要特征参数是总压、氧分压、二氧化碳分压．温度和湿度，简称五大参数，环境控制就是把这五大参数控制在要求的范围以内，     

红外气体分析中环境影响的补偿方法研究

环境温度、总压影响是红外气体分析中难以有效解决的主要问题之一，本文以二氧化碳气体为测量对象，采用实验手段，单片机和数据自理技术建立了环境温度、总压对红上气体分析影响的补偿数学模型和求解方法，并进行了实验验证，研究的内容为红外气体分析中影响影响的外补偿开始辟了一条新的途径，具有广阔的应用前景。     

地外人工光合成装置研制与试验

原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径，是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器，采用流动反应器设计，用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用，实现CO２向O２和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器，理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响，尚需进行微重力试验进行验证。同时，微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件，获得优化的反应条件。通过地面试验，验证了该反应器将CO２还原为O２和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料，3V电压条件下，O２产率可达11.74mL/h。此外，基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置，形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统，并实现CO２有效转换和O２供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。     

二氧化碳甲烷化在载人航天器再生式环控生保系统中的应用

二氧化碳甲烷化（Sabatier反应）是载人航天再生式环控生保系统中空气质量管理的关键技术,也是焦炉气甲烷化和煤制天然气甲烷化流程中最后一级反应器主要进行的化学反应.化工行业中的二氧化碳甲烷化,尤其是针对高纯度二氧化碳的甲烷化技术,与载人航天用Sabatier技术既有共同点又存在差异.通过对Sabatier技术工艺、催化剂和关键设计的总结,对比分析应用于两个不同领域的二氧化碳甲烷化技术在工艺流程、催化剂和反应器方面的差异,借鉴工业二氧化碳甲烷化技术经验,提出载人航天用Sabatier技术可能的优化方向.      

中国微藻航空煤油制备潜能及CO2减排

综合考虑中国各地温度变化、水资源和CO₂的供给能力等因素,分析了中国适合微拟球藻规模化养殖的地区;根据2013年沿海地区燃煤发电排放CO₂量,结合蓬莱地区微拟球藻规模化养殖的实际数据,预测了中国微藻的年产量潜力及在现有技术水平下利用这些微藻原料可制备航空煤油的潜力;并采用全生命周期模型GREET计算了微藻航空煤油相比传统石油基航空煤油在全生命周期内中可减少CO₂的排放量。结果表明:目前中国具有每年8894万t的微藻养殖潜力,这些微藻共可制备航空煤油1917万t;与传统航煤相比,制备1 t微藻航空煤油在全生命周期内相比传统航空煤油可降低CO₂排放2.28 t。     

红外窗口材料的热辐射特性测量方法

飞行器在大气层内高超声速飞行时,高温窗口迅速成为气动热辐射效应的主要因素,气动热辐射效应会降低甚至破坏红外(IR)探测系统的性能.通过分析红外探测窗口热辐射传输特性,提出一种红外窗口材料的热辐射特性测量方法,并测量了应用于中波红外(MWIR)探测系统的某蓝宝石红外窗口材料在高温状态下的透过率和自身辐射等热辐射数据.结果表明:在100~350℃范围内,0.1mm厚蓝宝石材料薄层在中波红外3.7~4.8μm波段的热辐射特性与温度近似呈3次方关系,温度越高,蓝宝石透过率越小,自身辐射越大.强烈的自身辐射极易导致红外探测器局部饱和现象,对探测系统造成的影响比透过率引起的信噪比(SNR)下降要大得多.      

红外二氧化碳传感器动态特性校准与改进研究

提出了红外二氧化碳传感器动态特性实验方法,建立了红外二氧化碳传感器的动态数学模型,阐述了动态补偿滤波器的设计过程,并讨论了影响动态数字滤波器补偿效果的各种因素.为了减小运算时间,改善传感器的响应特性,给出了一种将滤波器的差分方程变成递推运算的方法.实验结果表明,动态补偿滤波器有效地提高了红外二氧化碳传感器的动态特性.     

基于QAR数据的碳当量值适航符合性验证方法

为评估飞机碳排放水平并验证适航性，对国际民用航空组织最新的碳排放认证程序进行了研究。以比航程（SAR）和基准几何因子（RGF）组成的综合指标碳当量值作为评估适航性的度量，根据飞机最大起飞重量（MTOM）值选取试飞测量点，并确定对应的飞机碳当量值限制线。提出了一种基于快速存储记录器（QAR）数据的飞机碳当量水平快速评估方法，利用新服役飞机的QAR数据，使用多参数支持向量机回归（SVR）方法分别建立燃油消耗率和飞行速度相对于推力的修正关系，通过飞机总重换算求解3个飞行测量点条件下的SAR值，并计算碳当量值。使用一架B777-200新飞机的QAR数据进行实例分析，计算结果显示，该机型碳当量值为1.598 7，超出限制线20.5%。提出的基于QAR数据的碳当量值计算方法可以用于飞机碳排放水平的快速评估。      

The carbon dioxide cycle

The seasonal CO₂ cycle on Mars refers to the exchange of carbon dioxide between dry ice in the seasonal polar caps and gaseous carbon dioxide in the atmosphere. This review focuses on breakthroughs in understanding the process involving seasonal carbon dioxide phase changes that have occurred as a result of observations by Mars Global Surveyor.     

Design for a bioreactor with sunlight supply and operations systems for use in the space environment.

An experiment was carried out to determine the characteristics of an operations system that can support fast cultivation of algae at high densities in the weightlessness of space. The experiment was conducted in glass bioreactor tanks, in which light was supplied by radiator rods connected to optical fiber cables. The illumination areas of the tanks were 2600 cm2, 6000 cm2, and 9200 cm2 per liter of solution. The characteristics of O2-CO2 gas exchange, concentration and separation of chlorella in the growth medium, dialysis of ionic salts in the growth medium, etc. were examined. Chloralla ellipsoidea was used in the experiment, yielding the following results: (1) By increasing the ratio of illumination area to volume, growth rates of up to approximately 0.6 g/L h could be obtained in a highly concentrated solution (one that contains 20 g/L or more of algae). (2) The most suitable proportions of carbon dioxide and oxygen gases for growing algae quickly at high concentrations were found to be 10% CO2 and 10% O2 (by volume). (3) There was a high optimum concentration for fast cultivation, and the data obtained resembled the theoretical curve postulated by P. Behrens et al. (4) It was possible to exchange carbon dioxide and oxygen using gas-permeable membrane modules. (5) It was possible to separate the chlorella from the growth medium and recycle the medium.     

基于虚拟观测值的X射线单脉冲星星光组合导航

传统的X射线脉冲星导航系统需要同时观测3~4颗脉冲星,有效载荷的质量和功耗极大。因此,单探测器脉冲星导航技术是实现航天器利用X射线脉冲星导航的关键举措。针对单探测器脉冲星导航的可观测性弱和精度低等问题提出了基于虚拟观测值的X射线单脉冲星与星光集中式组合滤波的高精度导航方法,即在X射线脉冲星的长周期内增加与星光同时刻观测的虚拟观测值,以实现高精度的集中式组合滤波算法。同时提出了利用神经网络预测虚拟观测值方法,并与利用动力学递推的方法进行比较,精度可以达到10-7量级。仿真结果表明,该方法可大大提高单探测器的导航的可靠性,补偿由于探测器误差造成的导航误差,导航位置误差为259.79 m,同时有效地减小了导航系统的重量,为X射线脉冲星导航的工程实现提供了参考依据。