南航大成第三届亚洲区“飞向未来—太空探索创新竞赛”大赢家

囊括决赛半数奖项

在刚刚结束的第三届亚洲区“飞向未来—太空探索创新竞赛”中，来自中国、印度、日本的20个参赛项目进入决赛。在决赛中，南京航空航天大学四个参赛项目分别获得唯一的一等奖，以及二等奖，三等奖，优秀奖各一项，此次大赛共设有一等奖一项，二等奖两项，三等奖三项和优秀奖六项。南航大在亚洲所有参赛单位中位列第一，以历史最优成绩向母校60周年校庆献上了一份衷心的祝福！

一等奖：太空磁流体发电站项目提供新能源开发思路

据了解，获得该竞赛唯一一等奖的“‘启明星’太空磁流体发电站”项目，由来自南京航空航天大学航天学院以及机电学院的薛济坤、成正爱等五名同学共同研发。发电站复杂的结构中最显眼的就是一副卫星的支架、两张硕大的接收屏。队员胡丹解释说，空间中90%以上的物质都是以等离子体形式存在，正负极之间构成丰富的磁场，发电站能在空间高效地接收能量并转化为人所用的清洁电力。

太空的磁流体对人体有较强的辐射作用，却是一种丰富的太空能源。在地球上，也有利用磁流体发电的例子，但是由于磁流体发电需要高温环境电离气体，产生大量的空气离子，因而消耗巨大，效率并不是很高。而太空中天然的环境使得磁流体发电得以实现。

据了解，“启明星”空间磁流体发电站由磁流体发电机、电能储存传输系统、对接充电及轨道维持系统三个子系统组成。队长薛济坤打开发电站运作视频，解释道：发电站的功率是1.17×108W，如果一个城市家庭一天的用电量是10度，那么这个发电站一天的发电量可供27万到28万这样的家庭使用。

队员们设想该磁流体发电站可以产生足够的能量，不仅可以供给地面需求，还可作为其他航天器活动的“加油站”，以此来降低航天发射的成本，避免环境污染问题。评担任评委的中国空间技术研究院副院长李明说：“国家现在正在开展空间能源的研究工作，南航大的这个作品给了新的思路启发，是一个很值得研究的方向。”

二等奖：太空能源保障系统 多任务处理功能 无需维护

在南航大的“宙斯之盾”智能太空能源保障系统中，记者看到太空中的多面大型“镜子”将光线多次折射并准确汇聚到北京。据悉，这是团队为空间中智能化传递能量的创新方式：每面“镜子”可不简单，它们都包含 “新型空间反射镜”、“新型空间扫帚”、“新型空间充电器”及“新型空间能源网络”的复合结构，这些新功能可以实现太阳能、电磁能以及电能在星际、航天器及电站之间传输与转化。

队长杨靖宇说：“在这项创新中，南航大的学生着眼材料的节约和环保，一系列的新型智能材料首次被应用到飞行器的制造中，多条优化配置算法也首次被用于论证飞行器创新的合理性，这样使得单体飞行器的展开面积非常庞大然而重量却很轻。”在运输过程中，新型的飞行器有折叠与展开方式，可使飞行器的折叠后体积非常小，降低其制造以及运营成本，极大地提高了空间飞行器的运行安全性。

杨靖宇说：“团队着眼于未来空间开发任务，融入了多项高新技术，可应用于商业服务。例如电磁能与太阳能的收集、传输及转化。系统中的多个形似“镜子”的单体飞行器均可独立运行。这样可以更好地利用空间飞行器资源。” 太空能源保障系统相关的多项关键技术已经有所突破，在未来的五到十年内有望成为现实。

三等奖：航天器也可乘坐磁悬浮进入太空

按照现在的航天发射成本，发射一架航天飞机的成本是每公斤20000美金，发射一个大型火箭的成本是10000美金。而南航学生按照他们“通天桥”航天运输系统的创意计算，航天器的发射成本仅为每公斤500美金。

长达34千米的巨型管道依山架起，一段蛰伏在地下，一段依附山岩而上，形成一个巨大的弧度，酷似一段惊骇的过山车路线。火箭运载着航天器在管道中加速前进，在冲出山顶的出口时瞬间点燃，然后一飞冲天，以3.2km/s的速度冲向太空。这样的画面描述的是南航学生的创意航天运输系统，由于这个装置形状像一座大桥，通过发射航空器连通大地和宇宙，所以同学们将它命名为“通天桥”。

磁悬浮列车在行驶时，车体由于磁力不与地面接触，大大减小了行进中的摩擦力，速度得到了提升。队员们依照这个原理，将磁悬浮列车的技术应用到航天器发射上，使航天器在发射管道中“浮”起来，同时，管道内部处于真空环境，这样就减小了航天器在管道中运行的阻力，从而得以加速运行。在管道的出口处，是比较成熟的火箭系统，在航天器飞出管口后，通过一段特殊的过渡气流，紧接着火箭发动机便启动，借由发动机的控制。经过两次的助推，航天器将最终到达太空中预定的轨道运行。

由于之前的航天器发射都是完全靠火箭推动的，需要大量的化学燃料，不仅消耗巨大，也给环境带来了污染，而“通天桥”航天运输系统经过两次助推，大大缩减了燃料的使用，就节省了一大笔成本。

因为占地范围广，加之技术的要求需要选择地球上较高的建造地点，因此“通天桥”的建造地初步选择在喜马拉雅山脉，管道出口高度约为8500米。也许在不久的将来，“世界屋脊”会出现一座宏伟的“通天桥”发射通道。

优秀奖：仿生机器人代替人类开展空间维护工作

近年来，对外星世界的探索越来越引起科学家的关注，外星的资源、空间可否利用？外星人是否存在？这些问题都吸引着人们对外星的探索，于是类似于火星探测器的先进设备被运往太空进行工作。然而，这些探测器等仪器在工作时也会出现故障，而人又不能登录到星球上进行维修，把整台仪器运回地球的花费也是相当巨大的。于是，许多先进的仪器可能因为一个小零件的损坏就报废在了外星。

由于在太空中缺少空气，温度不适，电磁辐射等原因，人类很难长期停留在外星球，那为什么不能让机器人代替人类“移民”到外星，帮助人们维修这些仪器呢？南航参赛队员们提出了这样的创意。

他们采用仿生学设计，做出了扑翼机和六足机器人，将机器人集群、地面基站和天基太阳能卫星“打包”发射到外星上。地面基站相当于机器人在外星的“营寨”，在地球上的人可以通过基站来控制机器人的行动，为其提供维护和修理工作；天基太阳能卫星利用太空中的太阳能，以激光的形式向地面系统提供能量。天基太阳能卫星输出能量稳定而不受时间、季节影响。

南航学生的创意想法得到了比赛评委的肯定，主办方总裁Dula先生上周五还特地前往南航举办讲座。他说，他有3个地方一定要去，一个是美国加州理工大学，一个是俄罗斯航空学院，而第三个就是南京航空航天大学。“我终于来到了南航，看到了南航优秀的学生。”这是Dula先生的开场白。

刘双丽介绍：“我们愿意在学生的想法上投入时间和精力，鼓励他们敢于想象，因为毕竟对于一个学校来讲，学生才是最重要的。南航建校60年以来一直都注重科学研究，注重对学生创新思维的培养。”近年来，南航在科创形成了科学普及类、创新实践类、科研竞赛类和学术报告类等四大类科创活动，每年吸引逾万人次学生参加。除了在此次“飞向未来—太空探索创新竞赛”中取得好的成绩外，南航学子在各级各类竞赛中取得了一批令人瞩目的成绩：获得2011年空客全球大学生航空创意竞赛中总冠军；在最近三届‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛中，学校总分均位列全国高校前三名。

编辑：沈大雷