《大众科学》(POPULAR SCIENCE )于日前公布了第34届最佳创新奖的获奖名单，评选出100项创新涵盖了医疗健康、潮流器具、汽车、个人护理、航空航天、工程、娱乐、家居、安全、运动户外这十个领域。接下来，就让我们看看2021年这届航空航天领域的入选者吧!
用更智能的系统来制定飞行计划
——航空航天年度创新之最
航空智能公司的FlywaysAI
航空公司调度员预先决定飞机会走什么路线，在航班起飞之前向美国联邦航空管理局提交飞行计划。这些在地面上工作的调度员必须考虑到天气、军方对空域的限制等变数。
他们通常只是采用既有方案。现在，阿拉斯加航空公司的调度员有了一个人工智能助手。该软件由新创企业——“航空智能”(Airspace Intelligence)开发，能对城市之间的预订飞行路线给出建议，再由调度员选择接受或否决。
此举的结果是效率大幅提升：
阿拉斯加航空公司采用该系统以来，超过28000个航班的飞行路线得到最优化，估计节省1550磅燃料，从而减少24490吨二氧化碳排放。
航班的着陆时间往往快了2分钟，航空公司对飞机的实际落地时间也有了更精确的把握。
同时乘客也有望耗费更少时间在飞机绕机场盘旋等待着陆的过程。
巨大的可重复利用火箭系统
SpaceX公司的星舰
SpaceX公司将它的未来押注在大约165英尺高、不锈钢材质的星舰载具上。
星舰的目标是飞抵地球轨道、月亮甚至是火星，再以垂直着陆方式完整无损地回到地球。（未来，这种完全可重复利用的飞行器甚至能在不到半小时内运送人员和货物到全球各地。）
埃隆·马斯克的科幻梦想光要实现起飞进度就很缓慢——头几次测试飞行都以剧烈爆炸告终。但是在2021年5月，一艘星舰原型机终于实现安全着陆，展现复杂的“腹部翻转动作”，过程中需要先在空中垂直地自由下落，直到飞行器对准位置，刚好位于发射台上方。随后数月里，SpaceX公司开始建造巨大的助推火箭，准备进行星舰的首次轨道测试。假如成功，星舰有可能成为全球最强大、可负担的发射系统。
空中的蓝牙连接
松下航空电子公司配备蓝牙的eX1机上娱乐系统
插入带导线的耳机，再从椅背娱乐系统里追看《冰雪奇缘2》是20世纪的旧事了。从2021年夏季开始，任何一架美联航737Max8客机上的乘客可以用自己的耳机，简单地通过蓝牙连接上他们面前的松下机上娱乐系统。
战斗机飞行员的增强现实训练
红6公司（Red 6）的ATARS
军用飞机飞行员可以在地面上的模拟器或者空中的真实飞机中进行训练，但红6公司的新技术糅合了这两个构思。
战斗机飞行员在现实生活中飞行的同时，戴上一个拥有“空中战术增强现实系统”(ATARS)的头盔，就能在盔镜中看见虚拟的敌机或友机。
比起在飞机雷达上模拟一架假想飞行器的存在，这种做法创造出更为逼真的情境：战斗机飞行员能从空中模拟的多机演习中获益。这项技术也避开了让多架真实飞机升空带来的成本和后勤复杂性。
红6公司正在为美国空军翻新一架载有ATARS的T-38教练机，下一步可能对一架F-16战机进行相同翻新改造。
真正由太阳供能的太空探索
NASA的近地小行星侦察器
为了穿梭太空，探测器要点着推进器，在身后喷出炙热气体的尾迹。然而，美国宇航局（NASA）的工程师在7月发射升空的近地小行星侦察器大小如鞋盒，将几乎完全依靠阳光的推动来横越数千万英里。
这种探测器的太阳帆尺寸像一辆校车那般大，用一种牢固的、类似保鲜膜的塑料制成，当探测器将地球抛在身后时，太阳帆能捕捉到阳光。在两年内，它会加速到超过5000英里每小时的速度，足以追上小行星，为小行星表面制图，弄清它的物质构成，确定它是否是人类良好的勘探目标。
“月尘”制砖
红线太空公司的红线表岩屑打印项目
假如人类在月球上建造居所，那么经济可负担的月球建筑工程的秘密也许就藏在眼前这三块手掌大小的灰色砖块上。平平无奇的外表掩饰了它们的非凡根源。国际空间站上的一台三维打印机在地球上方大约250英里处近乎零重力的环境下挤压出这些砖块。制砖原料主要为模拟的月尘(或称为“表岩屑”)。宇航员为打印机安装了定制的附件，使得装置熔化表岩屑，而不是通常所用的塑料。
科研人员希望，未来用这种机器的超大型版本将真正的月尘变成必需的基础设施，譬如月球上的道路和着陆场。
无人驾驶僚机的大脑
美国空军的Skyborg系统
和损失一架F-35战斗机以及机上的飞行员相比，损失一架由人工智能操纵的无人机的代价要小得多，因此美国空军构想的未来战争中，会让类似喷气式战斗机的无人机和传统飞机配合作战。
这些无人机能够为人类飞行员驾驶的战斗机充当先锋，传回情报，或者在危险区域执行空中打击。
美国空军的Skyborg项目不希望将人工智能与任何特定硬件相结合，于是正在开发自主核心系统(ACS)来操纵不同款式的无人机。该系统早已被用来驾驶克拉托斯公司的一款无人机以及多架MQ-20复仇者无人机。
安全引领人造卫星步入“死亡”的方案
日本天文秤公司的ELSA-d
现今，有3000多颗退役的人造卫星在环绕地球周转。日本天文秤公司正在演示一个在卫星退役之后，将其从天穹中拖走的方法。那些报废的卫星会被拖入大气层，以可控的方式燃烧殆尽。
今年3月，该公司发射了ELSA-d航天器，它上面装有一个磁力环，能吸附到其他任何一颗装有匹配部件的人造卫星上；8月的一次测试运行中，它释放了一个将近40磅重的箱子，并重新抓到它。
接下来，任务控制者们会用ELSA-d来完成一个更加让人胆怯的任务：在失控旋转状态下，利用传感器在半自主条件下，追上并抓取同一个箱子。假如测试取得成功，它会为更大型的同类航天器铺平道路，那时的航天器将能够捕捉最高重达1750磅的卫星。
为战斗机加油的无人机
波音公司的MQ-25刺鳐无人机
当美国海军的一架F/A-18超级大黄蜂战斗机在空中需要更多燃料时，海军会派出另一架超级大黄蜂来为其加油。但这些战斗机是用来作战的，而不是充当空中加油泵。这时，MQ-25刺鳐无人机就派上用场了。
这种15.54米长的无人机已经为F/A-18、F-35C战斗机和E-2D预警机加过油，成为世上第一种为其他飞机加油的无人机。这些无人机最终将能够在航空母舰上起飞和着陆，把过去用于空中加油的战斗机解放出来用于作战。美国海军最多可能会购入70架MQ-25刺鳐无人机。
拥有离子推进器的新空间站
中国的天宫空间站
现在，有一个最新型的人类前哨基地在绕着地球运转。2021年4月29日，中国发射的天和核心舱升空，它将成为天宫空间站的一部分。等到2022年天宫空间站完工后，它的大小将是国际空间站的大约六分之一，然而它拥有陈旧过时的国际空间站所不具备的特色：天宫空间站上的3名航天员如今能在数月之久的太空之旅中享用热食，这多亏了一台专门定制、可在太空使用的微波炉；而且，天和核心舱配备了4台离子推进器——这是一种超高效推进器，用电力射出带电粒子——这是人类首次将离子推进器用于载人航天器。
资料来源：
The 100 greatest innovations of 2021
END
