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“超級顯微鏡”更新 中國散裂中子源二期工程啓動建設


“超級顯微鏡”更新 中國散裂中子源二期工程啓動建設
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財聯社3月30日電,國家重大科技基礎設施中國散裂中子源二期工程在廣東東莞啓動建設,建設週期爲5年9個月。中國散裂中子源被譽爲探索物質材料微觀結構的“超級顯微鏡”,二期工程將在目前已建成的中國散裂中子源裝置基礎上增設科研設備,將主要建設11臺中子譜儀和實驗終端,建成後中子譜儀數量將增加到20臺,並新增國內首臺繆子實驗終端和高能質子實驗終端;同時,加速器打靶束流功率將從一期的100千瓦設計指標提高到500千瓦。

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3月28日外媒科學網站摘要:向大氣撒藥降溫遭反對!哈佛取消實驗


3月28日外媒科學網站摘要:向大氣撒藥降溫遭反對!哈佛取消實驗

3月28日(星期四)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

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1、哈佛大學的“遮陽”研究項目取消:可能帶來意料之外的後果

上週,哈佛大學的研究團隊宣佈,一項引起廣泛關注的太陽能地球工程試驗被迫取消,讓衆多項目支持者感到失望。儘管如此,支持者認爲,這並不意味着全面失敗,國際上對於尋求人工降低地球溫度的方法的探索正蓬勃進行。

哈佛大學的這項研究,被稱爲“平流層可控擾動實驗”(Stratospheric Controlled Perturbation Experiment,SCoPEx),計劃通過高空氣球在地球表面上方大約10至50公里的平流層釋放高達2公斤的碳酸鈣顆粒——這種顆粒也是非處方抗酸藥中的一種成分。實驗目的是測量這些顆粒的擴散情況、它們與平流層其他化學物質的相互作用,以及它們反射太陽光的能力。

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然而,該項目引起了一部分人的反對,他們擔憂可能帶來無法預見的全球性後果。包括衆多學者在內的批評者認爲,其風險太大,而且它提供的“備選方案”可能會削弱國際社會消除溫室氣體排放的決心。

2、氣候變化放緩地球自轉速度,或影響時間計量

《自然》(Nature)雜誌3月27日刊登的一篇分析論文預測,冰蓋融化正導致地球自轉速度減慢,因此下一次添加閏秒的時間將推遲三年。閏秒自1972年以來被用來調整原子時鐘時間與基於地球自轉速度變化的官方時間,以保持它們之間的一致。

該研究的作者分析認爲,全球變暖將使下一次需要添加閏秒的時間從2026年推遲到2029年。由於閏秒對計算機系統造成的巨大困擾,科學家們已決定在2035年之前廢除閏秒。研究人員特別關注下一次閏秒的調整,因爲這可能是第一次出現負閏秒,而非增加一秒。

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專家表示,“我們不知道如何處理缺少一秒鐘的情況。這正是時間計量學家所擔憂的。”其他專家指出,“人類活動對氣候變化的深遠影響,推遲閏秒的添加只是其中一個例證。”

3、通過減少異常幹細胞,老年小鼠免疫系統更顯年輕

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近期研究顯示,通過減少老年小鼠體內的異常幹細胞,可以令其免疫系統顯得更爲年輕。這種技術不僅提升了老年齧齒動物抵禦病毒感染的能力,還減輕了炎症跡象。

該項研究成果於3月27日發表在《自然》雜誌上。研究人員通過對老年小鼠進行抗體治療,以減少能產生多種其他細胞類型(包括引起炎症的細胞類型)的幹細胞羣。隨着小鼠及人類年齡增長,促炎幹細胞在體內逐漸佔據主導地位,過度的炎症則會給身體帶來嚴重傷害。

雖然將這一方法用於人類還需幾年時間進行試驗,但在小鼠與人之間,免疫細胞的產生基礎——幹細胞的生物學特徵在很多方面是相似的。

4、研究揭示記憶形成伴隨着DNA的損傷與修復

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一項針對老鼠的研究發現,在長期記憶形成過程中,部分腦細胞會經歷一連串強烈的電活動,致使它們的DNA受損,隨後,一種炎症反應啓動,修復這種損傷並助力記憶的鞏固。

這並不是第一次將DNA損傷與記憶聯繫起來。2021年劍橋麻省理工學院的神經生物學家已發現,大腦中的雙鏈DNA斷裂非常普遍,並已將之與學習能力相聯繫。

爲深入瞭解這些DNA斷裂在記憶形成中的角色,研究人員訓練老鼠將微小電擊與新環境關聯起來,使得當動物再次進入該環境時,它們能“記住”先前的體驗,並展現出恐懼反應,如原地不動。接着,研究人員檢查了大腦中負責記憶的關鍵區域——海馬體內神經元的基因表達。結果顯示,在訓練後的第四天,部分神經元中負責炎症反應的基因表達活躍。而在訓練三週後,這些基因的活性顯著減少。

《科學時報》網站(www.sciencetimes.com)

量子引力存在嗎?科學家在南極尋找中微子信號

在我們的日常環境中發生的現象,如重力,可以通過經典物理學來解釋,而原子級別的現象則需藉助量子力學來描述。目前,將量子理論與萬有引力理論結合,依舊是現代物理學面臨的一項重大挑戰。這其中的一個謎題涉及時空的量子屬性,即空間的三維與時間的一維如何合二爲一。這是否遵循其他量子理論中觀察到的隨機性,並因此在最微小的距離和時間尺度上發生波動,這一點存在爭議。

爲探索量子引力的存在,目前在南極地區部署了數千個傳感器,覆蓋超過一平方公里的範圍,它們負責監測從外太空飛向地球的中微子。這項研究是在南極洲阿蒙森-斯科特南極站附近的冰立方中微子天文臺(IceCube Neutrino Observatory)進行的。與其他天文學和天體物理學設施不同的是,該天文臺專注於觀測北半球的空間。由於中微子能夠穿透地球,而其他粒子則會被阻擋,研究人員因此能夠獲得來自北半球的清晰中微子信號。

中微子既無電荷,又幾乎不具備質量,不受電磁力和強核力的影響。這些特性使得中微子可以在宇宙中以其原始狀態傳播數十億光年。因此,研究中的關鍵問題是,中微子在長距離運動中的性質是否保持不變,還是說其微小的變化可能具有重要意義。科學家指出,如果中微子確實經歷了研究者所懷疑的微妙變化,這可能成爲量子引力存在的首個有力證據。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、中國研究人員研發出植入式電池:可依靠人體自身的氧氣運行

從心臟起搏器到神經刺激器,植入式醫療器械依賴於電池來維持心跳和緩解疼痛。然而,電池終將耗盡,更換時需進行侵入性手術。爲解決這一問題,中國的科研人員開發了一款依賴人體內氧氣運作的植入式電池。這項成果3月27日發表於《化學》(Chem)雜誌,通過在老鼠身上的實驗驗證,證明了該設計能穩定供電且與生物體系兼容。

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爲了製造安全高效的電池,研究團隊使用鈉基合金和納米多孔金構建電極,這些電極能與體內氧氣發生化學反應,生成電能。爲確保電池安全,其被一層柔性多孔聚合物薄膜包裹。隨後,電池被植入大鼠背部皮下,並對其電力輸出進行了測量。

兩週時間裡,該電池展現了穩定的電壓輸出。研究人員還評估了植入區域的炎症反應、代謝變化及組織恢復情況。植入電池的老鼠恢復良好,四周後背部毛髮完全恢復生長。

2、科學家成功破譯複雜的甘蔗基因密碼

作爲全球產量最高的作物之一,現代雜交甘蔗是生產糖、糖蜜、生物乙醇和生物基材料的重要來源。

但迄今爲止,由於其基因組的複雜性,甘蔗成爲最後一種尚未被完整且精確解碼的主要農作物。目前,科學家們通過結合多種基因測序技術解決了這個難題,包括一種稱爲PacBio HiFi測序的新方法,成功繪製了甘蔗的基因圖譜。這張基因圖譜使他們能夠確定具有抵抗棕色鏽病能力的特定基因位置,而棕色鏽病如果未被控制,有可能嚴重破壞甘蔗作物。研究人員還藉助基因序列深入瞭解了影響糖分生產的衆多基因。

該研究作爲美國能源部聯合基因組研究所(U.S. Department of EnergyJoint Genome Institute)社區科學計劃的一部分,成果已在《自然》(Nature)雜誌上發表。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、全球變暖與塑料污染正陷入“惡性循環”

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全球變暖與塑料污染,兩個看似無關的問題,實際上正陷入了一個互相助長的惡性循環。瑞典皇家理工學院(KTH)的研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上發表的報告指出,這種相互加劇的關係正在加重全球變暖、材料的降解速度、塑料廢物的累積以及有毒化學物質的滲入生物圈。

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隨着全球氣溫的上升,我們日常使用的塑料會更快地變質,這將導致對塑料的需求增加。KTH的研究團隊指出,爲了滿足這種增加的需求,將會進一步加劇溫室氣體的排放,從而推高全球氣溫。研究人員表示,這形成了一個自我強化的循環,使氣候變化和塑料污染問題陷入了一個惡性循環中。

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據經濟合作與發展組織(OECD)的數據顯示,2019年,塑料相關的溫室氣體排放量佔全球總排放量的3.4%,約爲18億噸,這主要是由塑料的生產和化石燃料的轉化所引起的。預計到2060年,這一數字將增加一倍以上。

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2、地熱能源作爲可再生清潔能源受到日益關注

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隨着全球加強對抗氣候變化的努力,尋找化石燃料替代品,利用地球內部的熱量作爲一種可再生的清潔能源正受到越來越多的關注。美國能源部在今年3月18日發佈了一份重點關注地熱發電潛力以及如何改變美國能源格局的58頁報告。然而,要充分利用地熱能源,我們還有許多工作要做。

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美國斯坦福大學在今年2月發表的一篇研究論文中,地熱科學家提出,在地熱資源能夠爲地球提供動力之前,我們需要解決的研究和開發方面存在的差距。論文指出,要實現這一目標,必須彌合14個技術差距,這些技術差距分爲三個類別:基礎科學、工具與基礎設施以及增產與油藏技術。(劉春)


步步到位的ID.7 VIZZION 講述細節控的創新與堅守


步步到位的ID.7 VIZZION 講述細節控的創新與堅守

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本站汽車2月28日報道 在去年12月上市的ID.7 VIZZION(參數丨圖片)定位安全智享新旗艦,盡顯一汽-大衆的技術領先與品質堅守,共推出四款車型,售價區間爲22.7777-26.2777萬。

ID.7 VIZZION作爲“大衆首款純電旗艦轎車”,這意味着具備與生俱來的高品質基因,在全維安全、智能科技、極致舒適等領域全面突進。爲國內“務實向新”的新能源汽車消費者帶來超越期待的出行體驗,同時標誌着ID.家族正式邁向2.0時代。

ID.7 VIZZION能夠在科技體驗日新月異的當下,探尋出一條區別於它家的正確之路實屬不易。沒有誤入過度“智能化“的歧途,只有“步步到位”的高品質打法,不留短板。

不妨一同看看ID.7 VIZZION是如何以創新、堅持、均衡的造車哲學樹立出自身價值。

·創新——智能的革新

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新能源汽車時代,用戶早已習慣了被日新月異的新設計、新思路所顛覆,但ID.7 VIZZION所理解的創新,一定是以人爲本,以用戶的最優體驗爲準則。

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於是ID.7 VIZZION構建了廣受好評的智能化座艙,搭載了多項創新技術,例如最搶眼的15英寸智能2K懸浮屏,搭載了全新一代車機操作系統——ID. OS 2.0車載智能系統,UI界面設計更簡潔,更符合智能化浪潮下的用戶審美,車機操作體驗也更流暢自如。

其內置ID. Mate AI智能管家及科大訊飛語音交互系統,全域實現“可見即可說”,語音識別率可達99%以上,響應速度快,指令下達更便捷,徹底解放雙手。

區別於普通的HUD,ID.7 VIZZION全系標配AR HUD智能導視,通過雙層視覺信息,將導航信息與實景路面疊加,帶來駕車引導全新體驗,提供更清晰直觀的信息顯示及更廣闊的視野。

而不易察覺的Smart Air隱藏式智能空調,無形中帶來舒適體感,冷熱風無感吹拂,美學與功能性的共融。

頭頂上方亦有乾坤,不少人都注意到如今流行的全景天幕會在炎炎夏日炙烤車內全員的頭頂。坐在車內戴遮陽帽,安裝汽配城風格遮陽護板,顯然屬於亡羊補牢之舉。

如何破解?ID.7 VIZZION應用七層結構的真·隔熱天幕——SkyView 智能光感天幕,能夠隔絕99.9%紫外線和83%以上熱量,通透採光與一鍵避光瞬時切換,再度感慨富有人性化的智能科技感是ID.7 VIZZION的天賦技能。

· 堅持——安全的承諾

ID.7 VIZZION貫徹一汽-大衆的高標準安全設計,例如,整車高強度及超高強度鋼佔比高達81%,車身扭轉剛度超過46100N·m/deg。

爲了提升車身側面的碰撞安全性,這直接關聯到用戶最關切的電池安全領域,ID.7 VIZZION是如何解這道難題的呢?

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首先,強化被動安全性設計,例如門檻防撞樑採用了裡外雙層熱成型鋼與蜂窩鋁加強梁的“三明治”結構。這種結構不僅可以在側面碰撞發生時,令蜂窩狀艙室由外至內逐級潰縮,而且可以對電池包形成4重碰撞保護(外門檻->蜂窩鋁防撞樑->內門檻->電池包加強框),爲電池及車內成員帶來最極致的安全保障。

此外,車身底部內置的兩根超高強度熱成型鋼座椅橫樑,用於強化車身側碰時的整體強度,避免底部電池發生擠壓、變形的發生。爲此應用航母級材料,強度高達2000MPa,相當於每平方釐米可承受10噸以上壓力的強度,安全是一汽-大衆的造車基準。

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·均衡——舒適與操控共榮

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ID.7 VIZZION在NVH領域的優異表現有目共睹,諸如全系標配前風擋及全車門窗雙層夾膠玻璃,有效阻隔外界噪聲。旗艦規格誠意滿滿,真材實料打造旗艦座艙。

另一方面是塑造健康座艙,ID.7 VIZZION使用了大量環保材質,還配有PM2.5過濾裝置、負離子發生器、第三代空氣檢測系統Clean air 3.0等,意在打造移動氧吧般的出行體驗。

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顯然,ID.7 VIZZION的目標是用心打造一個舒適愜意的移動座艙,最大限度消除空氣污染和環境噪音的侵擾。

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舒適乘坐自然離不開寬敞的乘坐空間,得益於MEB平臺與生俱來的超高空間利用率,ID.7 VIZZION在空間設計上尋求創新,B級車的車身尺寸卻能帶來C級車的越級乘坐空間。

漂亮的掀背造型不僅拉高了顏值,也帶來了更便利的後備箱使用體驗。無論是露營時當做工作臺,亦或是搬運大件物品,開口巨大的掀背尾門,在日常生活場景中都能夠極大程度滿足使用者的要求。

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MEB平臺爲純電動而生,一方面,高利用率的空間設計,提供了最大化淨值空間,另一方面,對車輛的操控方面也有不小的提升,如更低的重心,更小轉彎半徑,讓駕駛變得舒適享受。

舒適設定十分考驗底盤調校的功力,一汽-大衆在造車領域的經驗積累和火候拿捏,不是新勢力們能夠短時間追趕上的。在乘坐環節,能夠體現出功力的是不易暈車,用心感受整車動力系統得到了細緻調校標定,行駛平順不突兀,符合駕駛員直覺預期。顛簸路面傳遞至車內的起伏感和衝擊感被有效過濾了,不會讓人產生不適的衝擊感。

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全旅程智能輔助駕駛系統3.0同樣得到體驗進化,可根據監測到的車身周圍情況,對車速、制動和轉向進行控制,協助駕駛者完成平行和垂直車位的自動泊車及駛離,不僅大大緩解泊車壓力,也可避免因緊張導致的操作失誤。

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·結語:在細節處下功夫,步步到位纔是真到位

ID.7 VIZZION用面面俱到的實力,完美詮釋了一汽-大衆深厚紮實的造車功力。更能用體驗爲先,安全爲先,品質爲先的造車理念,將智能化、安全性能以及空間設計上的互斥因素一一化解,實現技術與實用的完美平衡。

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“步步到位”的設計哲學在ID.7 VIZZION每處細節中都得到了很好的體現,對於追求高品質生活、智能科技和健康生活的消費者而言,ID.7 VIZZION是一個值得認真考慮的優選方案。

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陳立恆/AI的奧本海默時刻之後…


陳立恆/AI的奧本海默時刻之後…

人工智慧(AI)近年迎來爆發性成長。 路透

陳立恆

這是今年橫掃奧斯卡的傳記電影「奧本海默」裡藉着量子力學教父波耳之口說出的一句對白,這也是AI教父辛頓以及許多從AI看到奇蹟與危機的AI人的共同心聲。君不見人類已經來到AI的奧本海默時刻,我們面前的AI不是一種新科技,而是一個新世界,並且在這個新世界裡,決定核彈爆炸的不再是某國首腦,而是某個AI的邏輯分析。

辛頓曾在Google的英國AI實驗室裡目睹兩個機器人的足球比賽,他被告知它們不是被設計來踢足球,而被設計來「得分」的,所以機器人能夠自學成材的事實,印證了他之前AI類神經網路的理論,也加深了他對於AI未來發展的警示。前Google研發部門X的首席業務官莫.加多有着殊途同歸的憂慮,他察覺人類創造了一個高於自身的智慧生命,擁有無與倫比的學習能力與逐漸自主的喜惡選擇,而當下的人類文明卻對此毫無準備,因此他在不同場合向世界疾呼,AI可能帶給人類遠比原子彈和溫室效應更接近末日的明天。

然而,奧本海默的掙扎並不存在於政權與資本的字典裡,他們關心的從來不是危險,而是利益。今天的美歐日中俄等強國競速重兵佈局,世界重要股市圍繞着AI科技起伏跌宕,全球科技巨頭們諸如Meta、Google、Microsoft、Amazon早已投入數以十億美元計的資金來探索,甚至傳出OpenAI執行長奧特曼正在籌募五至七兆美元,重新規畫與打造全球半導體及AI產業。

一個充滿危機與商機的未來已來,臺灣似乎還沒有掌握未來的自覺。由於去年中德協會舉辦的國際論壇,我和陳文茜女士近來常有機會交換彼此對於時局的觀察與想法。她提到臺灣雖然自詡爲世界科技島,藉由AI而飛漲的訂單與股價也令人振奮,但事實上國家投入AI相關預算不足,例如,二○二四年AI全國預算僅三百億,未來十年合併僅三千億,還不到奧特曼計劃的零頭,並且國家除了想推動5+2產業創新之外,還要投資晶創臺灣、淨零科技、科研人才、太空科技等等不同領域。如此缺乏國家級的全盤戰略、又缺乏重量級的政策扶持,無怪乎黃仁勳、李開復、蘇姿豐、樑見後等AI界的開拓性人才雖然都與臺灣沾親帶故,卻註定只能在海外開花結果。

誠然,臺灣經常舉辦各類電腦展以及科技論壇,但多半專注於技術層面,缺少社會觀察與人文精神的參與與交融,爲了讓臺灣在AI時代儘快跟上世界的腳步,臺灣需要整合產學研界的力量,讓政府與國會一起正視對於AI的投資研究、發展應用、風險控管以及法規準則的必要性與急迫性,並加大對於AI相關議題的政策支持與預算編列。否則套用一句現下最流行的比喻:「如果你不是在AI時代的餐桌上,就會出現在AI時代的菜單上」。因此,期待相關各界發起各種課題或論壇,甚至邀請AI界的現象級人物,例如,辛頓、莫.加多等等兼具專業與反思的代表共襄盛舉,藉以增加這個議題的多元性與能見度,更有機會得到臺灣社會全面的關注與支持,無論在AI的奧本海默時刻之後等着人類的是毀滅還是救贖,至少讓臺灣下一代有機會可以坐在AI時代的餐桌上,傳杯換盞、談笑風生。

(作者爲亞太文化創意產業協會創會理事長)

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Alfa Romeo F1車手搶先測試全新Tonale油電休旅!


Alfa Romeo F1車手搶先測試全新Tonale油電休旅!

Alfa Romeo提供

Alfa Romeo愛快羅密歐F1一級方程式車隊的賽車手Valtteri Bottas與Guanyu Zhou周冠宇在兩人首次搭擋賽事開始之前,搶先測試了自家最新的Tonale性能休旅車。Tonale除了Alfa Romeo旗下第2款休旅車之外,它也將是該品牌的第一款電動車。

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Alfa Romeo提供

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Valtteri Bottas之前是擔任Mercedes-AMG Petronas F1一級方程式車隊的車手,而Guanyu Zhou周冠宇則是一級方程式賽事的新手。史上第一位中國籍一級方程式賽車手的Guanyu Zhou周冠宇,10歲時就贏得中國卡丁車全國錦標賽8個分站的全面冠軍,近期則贏得了2021年F3亞洲錦標賽冠軍,並在同年獲得FIA二級方程式錦標賽第二名。

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Alfa Romeo提供

2月8日發表的Tonale代表了義大利Alfa Romeo愛快羅密歐品牌的重大轉變。它是Alfa Romeo的第一款Hybrid油電混合動力車款,該汽車製造商希望Tonale在應對未來挑戰的同時,仍保持其品牌的傳統精神。Tonale僅提供Hybrid油電混合動力系統,其plug-in hybrid插電式油電動力車型搭載了驅動前輪軸的1.3升內燃機引擎,以及提供動力給後輪軸的電動馬達。

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Alfa Romeo提供

PHEV油電動力系統能提供272匹最大綜效馬力,其0至每小時100公里加速時間爲6.2秒,Tonale PHEV身上所配置的Tte 15.5 kWh電池組擁有足夠容量,提供車輛最高80公里的純電行駛里程。其他動力選擇包含了結合48V輕油電科技的1.5升渦輪引擎(共分爲130與160匹馬力輸出),而美規Tonale則將搭載擁有256匹馬力的2.0升渦輪動力系統。

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Alfa Romeo提供


Mercedes-AMG C63 S推出F1 Edition 充滿濃厚賽車風格


Mercedes-AMG C63 S推出F1 Edition 充滿濃厚賽車風格

摘自Mercedes-Benz

蘋果職缺似乎暗示Vision Pro準備在更多國家地區上市

在全新世代Mercedes-Benz C-Class登場後,其AMG性能版本也是車迷注目的焦點,特別是新世代C63換上了四缸渦輪引擎,並擁有油電系統的加持,表現完全不遜於先前的V8動力。

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摘自Mercedes-Benz

於上月發表的Mercedes-AMG C63 S E Performance,搭載plug-in hybrid全新油電動力,成爲車系中的旗艦車款。近日該廠針對C63 S E Performance推出F1 Edition特別版本,於車身內外各處加上顯著妝點,外觀上在前後下巴、側裙與輪框邊緣,皆增加紅色線條以凸顯性能形象,車色則使用Manufactur Alpine Grey Uni單一選項,輪圈爲20寸的鍛造圈,並以消光黑處理。

摘自Mercedes-Benz

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除此之外,AMG Night Package I and II也被列爲標配,內容包括多處黑色烤漆飾件、黑化處理的水箱護罩與排氣尾管、以及車尾的AMG銘牌,但C63 S字樣銘牌則以紅色處理。

诛灵者

摘自Mercedes-Benz

內裝方面,該車擁有真皮、麂皮混搭且以紅色縫線點綴的AMG Performance方向盤,以黑色Nappa皮革包覆同時使用紅色縫線妝點周圍的桶形跑車座椅,紅色安全帶、儀表臺上的紅黑混搭碳纖維飾條、Edition字樣銘牌、發光門檻踏板、以及帶有F1 logo的AMG腳踏墊等。

海 豬 宅

摘自Mercedes-Benz

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動力方面,C63 S E Performance F1 Edition與其他版本的C63 S相同,均搭載2.0L四缸渦輪油電引擎,最大馬力爲671hp,扭力峰值可達104kg-m,與其搭配的是9速運動化變速箱、以後驅爲主的4MATIC+全時四驅系統、以及位於後軸的電動馬達。這輛史上最快的C63目前並未公佈價格,但原廠表示該車採時間限量,僅會有一年的生產期,要買要快錯過不再。

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农门桃花香 花椒鱼

摘自Mercedes-Benz

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航天器是如何返回到地球的,一文帶你瞭解航天器返回技術


航天器是如何返回到地球的,一文帶你瞭解航天器返回技術

從二十世紀開始,人類就開始了對宇宙的不懈探索,從無人航天到載人航天再到登陸月球,技術在不斷地進步發展,但不管載人航天器在太空停留多久,最終總要返回地球。所以人類的宇宙飛行,其實決定於航天器的返回技術。今天我們就來了解一下航天器返回技術。

航天器返回技術發展史

40年代末,隨着戰爭的結束,已經科技的進步與發展,美蘇開始了近30年的太空競賽,美國、蘇聯曾利用繳獲、仿製和改進的德國V-2導彈改裝成地球物理探測火箭,把一些探測儀器和實驗生物發射到100公里以上的高度後進行回收。隨着導彈射程的增加,彈頭的再入速度越來越大,氣動加熱問題日益嚴重。

因爲我們要知道,物體與空氣或其他氣體作高速相對運動時所產生的摩擦力會轉化爲熱力,產生氣動加熱現象的一個重要因素是速度,所以飛行速度越快,飛行器表面氣動加熱就越嚴重。

尤其是載人航天器的返回艙在距離地面70公里—40公里的高度以每秒數千米的速度穿越稠密大氣層時,返回艙表面溫度會達到1000-2000攝氏度,如果不採取有效的防熱降溫措施,整個返回艙將會像隕石一樣被燒爲灰燼。

1959年,美國使用降落傘完整地回收了洲際導彈的實驗彈頭,顯示了燒蝕防熱的有效性和應用氣動減速原理的可能性。於是,美、蘇兩國開始積極研究衛星返回技術。

燒蝕防熱是靠燒蝕材料受熱分解和氧化燃燒帶走熱量的防熱方法,燒蝕材料被包覆在需要防熱的殼體表面,在受熱分解和氧化燃燒過程中通過熱解氣體和燃燒產物的不斷流失將熱量從殼體表面帶走,從而獲得熱防護效果。

在經過了多次的研究之後,美國的燒蝕防熱技術開始非常成熟,燒蝕防熱技術的最大優點是安全、可靠,適應流場變化的能力強。尤其是在高熱流條件下,它是唯一可行的一種防熱方法。它的缺點是僅能一次性使用。常用的燒蝕防熱材料主要有高溫熔化、低溫碳化和直接昇華三類。

而除了要解決熱防問題之外,還有就是如何保證生命在航天器內可以生活,那麼它就必須要具備小型環境控制/生命保障系統。要建立並控制適合生命生存的人工環境;並保證在軌飛行微重力條件下生命的進食;實現對生物搭載艙及生命信息的實時監控,包括它們極端環境耐受程度、新陳代謝情況、飲食特點甚至是廢物排出量。

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最後就是要研究衛星和飛行環境的特點,做到對許用質量、電源品種及容量,裝載時間甚至是發射和回收過程等條件成竹在胸。

在經過了10年的實驗探索之後,1960年8月11日,美國首次在海上成功地回收了“發現者”13號彈射出的一個再入密封艙。1960年8月20日,兩隻小狗“別爾卡”和“斯特列爾卡”從太空返回地面,成爲首次實現高等動物空間軌道飛行試驗和回收任務的“英雄”。

“別爾卡”和“斯特列爾卡”從太空返回地面

1961年4月12日,蘇聯哈薩克共和國的拜科努爾宇宙發射場上騰空而起的“東方”號宇宙飛船載着人類第一個衝出地球的宇航員——加加林飛上太空遨遊,又安全降落在薩拉托夫州斯莫路夫斯卡村田野,這一成熟的返回技術爲人類揭開了載人航天的新紀元。

加加林

美國的阿波羅登月返回則預示着人類返回技術又達到了一個新的高度,如何離開月球表面。我們知道,月球的重力爲地球的六分之一,這使得航天器在擺脫月球表面和離開月球軌道時相對於地球更加容易。科學家在“阿波羅11號”上,裝有一臺推力1.6噸的上升發動機,該發動機點火後只需4分鐘左右的時間便可推動其進入月球軌道,隨後“阿波羅11號”在拋棄登月艙後開啓服務艙發動機獲得更大的速度,使其脫離月球軌道奔向地球軌道。

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阿波羅號返回地球

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航天器返回原理

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航天器在軌道上的運動是在地心力場作用下,基本按天體力學規律運動,改變運行速度可使航天器脫離原來的運行軌道而轉入另一條軌道,若速度的變化可轉向進入地球大氣層的軌道,則可能實現返回。航天器從外層空間返回地面須經歷離軌、過渡、再入和着陸4個階段。

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離軌:利用火箭發動機的衝量來改變航天器的運行速度,使它轉入一條能進入地球大氣層的過渡軌道,是最有效的強制離軌方法。具有變軌能力的航天器(如“哥倫比亞”號航天飛機、“阿波羅”號飛船、“聯盟”號飛船)直接由變軌發動機提供離軌衝量。無變軌能力的航天器(如“水星”號飛船、“雙子星座”號飛船、“東方”號飛船、“發現者”號衛星)則須有專門的制動火箭。

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過渡:從離開原運行軌道到進入大氣層爲止,航天器在大氣層外沿過渡軌道返回時基本按天體力學規律運動。返回起點不同,航天器沿過渡軌道返回的航程長短也相差懸殊。從月球返回的航程長達40萬公里,歷時60小時。根據需要,航天器在途中可再次啓動變軌發動機修正軌道,以確保穿入再入走廊。

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而環地軌道返回的過渡段較短,僅數百至數千公里,歷時幾分鐘至幾十分鐘,航天器不再作軌道修正,由離軌條件保證其安全返回。

在過渡階段結束之前,旋轉穩定的返回艙需要消旋,以便返回艙利用氣動力穩定在防熱層迎流的狀態;具有姿態控制能力的返回艙則須調整到防熱端面朝前的姿態,爲返回艙再入大氣層作好準備。航天飛機則以尾部朝前上方的姿態,由變軌發動機制動脫離環地軌道,在過渡段再由姿態控制系統將自身調頭,保持頭部朝前,以30°俯仰角的姿態再入大氣層。

再入:再入航天器以宇宙速度進入大氣層將經受嚴酷的再入環境,但通過再入航天器氣動外形的合理設計和再入軌道控制,可以使航天器在再入大氣層過程中既達到減速目的,又保證制動過載和氣動加熱不超過允許的限度。

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按航天器氣動特性和軌道特徵,再入有彈道再入和升力再入兩種方式。

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① 彈道再入:再入體進入大氣層(見返回軌道)運動時只產生阻力不產生升力,或雖產生升力但對升力大小和方向不加控制,這稱爲彈道再入。

② 升力再入:再入航天器進入大氣層運動時產生一定可控制的升力,稱升力再入。再入航天器在升力作用下會沿滑翔式軌道或跳躍式軌道滑行。

緩衝着陸:再入航天器進入大氣層後受到空氣阻力 (D)的作用,其方向與速度方向相反,大小與大氣密度 (ρ)、飛行速度(V)的平方以及表示再入體形狀特徵的阻力面積(CDA)成正比, 公式爲:1/2ρV^ 2CDA。地球大氣雖然稀薄(尤其是高層大氣),但如果再入體有較大的阻力面積,氣動阻力所產生的減速仍足以將其速度大大減小。至今再入航天器都是利用地球大氣層這一天然條件,實現了氣動減速。

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而在下降到20公里以下的高度時達到穩定下降速度。如果不進一步採取減速措施,返回艙將以150~200米/秒的穩定下降速度衝向地面,這是不能允許的。爲此,返回艙必須有回收系統,逐級展開氣動力減速裝置(如降落傘),使返回艙進一步減速。

之後以一定速度垂直下降,利用緩衝裝置安全着陸或濺落。

航天飛機具有相當大的機動滑翔能力,亞音速氣動力特性能使它在預定場地的跑道上水平着陸。水平着陸是多次重複使用的航天飛機的先決條件。

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航天器返回完整過程

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航天器返回技術特點

返回技術是複雜的綜合性技術,爲使航天器安全返回和準時定點着陸,返回控制和制導、再入大氣層的防熱、回收和着陸是返回技術的關鍵。航天器的返回按技術特點則可以分爲:彈道式返回、半彈道式返回和滑翔式返回三類。

第一種是採用彈道式返回的航天器,像炮彈一樣,沿着一條很陡峭的路徑返回,在穿越大氣層時不產生升力,因而不能進行落點控制,所以落點偏差較大,並且過載比較大(可達8g~9g),接近人體所能承受的極限。落點散佈也比較大。

航天器返回到地球表面的任務主要包括:實現將宇宙飛行速度減速到落地前的開傘速度;保證再入過程空氣產生的力、熱等效應滿足任務需求;保證再入飛行安全並着陸到要求的落區範圍 。

紅線是彈道式再入,飛船將遭受更高的加速度,並可能對航天員造成危險

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蘇聯和美國早期的返回式航天器都採用這種形式,如蘇聯的“東方”號、“上升”號飛船和美國的“水星”號飛船。

第二種是採用彈道-升力式返回的航天器,它一般都採用鐘形結構,在穿越大氣層時產生一定的升力,因而能夠對其飛行軌跡進行一定控制,落點準確度比較高,過載也較小(不大於4g)。美國的“阿波羅”號系列飛船、俄羅斯的“聯盟”號系列飛船和中國的“神舟”號系列飛船採用的都是這種返回着陸方式。阿波羅號飛船採用的彈道-升力式返回。

最後一種就是水平着陸,水平着陸返回的航天器也就是有翼返回航天器,最典型的就是美國的航天飛機。它的外形與飛機相似,可實現水平着陸。這種着陸方式過載最小(約1.5g),是航天員感覺最舒服的着陸方式,而且航天飛機控制能力很強,落點精度很高,可以在指定的機場跑道上着陸,也可以重複使用。

科學家在這三類航天器技術又會進行專門的改進,以及優化,所以各類航天器的返回技術都會略有差別,但是總體屬於這三類之中。

總結

航天器返回技術是人類探索宇宙的核心關鍵技術,這也是爲什麼這麼多年以來,人類一直在不斷改進航天器返回技術,讓宇航員承載的負荷變得更小,讓人類探索宇宙變得更爲輕鬆便捷,從而爲未來星際旅行創造條件。


喜馬拉雅:睡前場景活躍,用戶日均收聽1.32小時


喜馬拉雅:睡前場景活躍,用戶日均收聽1.32小時

3月21日消息,據慕思聯合中國睡眠研究會、艾瑞諮詢、喜馬拉雅聯合發佈的《2024情緒與健康睡眠白皮書》顯示,61%的受訪者存在睡眠困擾,86%的受訪者認爲睡眠與情緒相互影響。

喜馬拉雅的大數據洞察顯示,睡前助眠場景是用戶收聽音頻的主要焦點。其中,64%的用戶通過收聽音頻來解壓放鬆、緩解焦慮,超過7成的用戶認爲聽音頻提升了他們的生活幸福感。喜馬拉雅睡前場景活躍用戶日均收聽時長達1.32小時,擁有超過1.5億條具有精神撫慰和個人成長性質的聲音內容。2023年,喜馬拉雅上的情感內容播放量同比增長了236%。

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喜馬拉雅高級副總裁傅海波表示:“喜馬拉雅大師課用戶在睡前場景活躍度更高,晚上10點之後收聽佔比達到66.1%。同樣在喜馬拉雅有超過4萬張療愈音樂專輯,涵蓋白噪音、純音樂、禪音、ASMR音效等內容,幫助人們在睡前保持鬆弛感。”

爲了進一步滿足用戶對助眠音頻的需求,近日,喜馬拉雅與慕思攜手推出了慕思晚安電臺。該電臺涵蓋了人文助眠、心靈療愈、空靈舒眠三大聽音板塊。(一橙)

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三陽重車南區大會師 200車友熱鬧參與


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三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供

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2017年三陽SYM機車全國重車大會師邁入第二年,今年分爲南、北兩場,日前南部場於雲林劍湖山王子大飯店盛大登場,兩百多位重車車友共襄盛舉,三陽SYM表示,車友們一同發現臺灣在地之美,將三陽機車Enjoy the Ride樂在騎中的品牌精神完美詮釋。

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三陽SYM機車近年持續攻佔重車市場,車友數量也不斷持續成長,爲了體諒越來越多的車友,也避免長途跋涉的疲累感,所以今年分爲南、北兩場,首場特別挑選在燈火璀璨氣氛浪漫的雲林劍湖山王子大飯店。

三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供

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三陽SYM機車表示,該地點遠離塵囂,滌盡煩憂,滿足車友悠閒體驗臺灣之美、互相交流的期待,以傳達車友在生活中藉由三陽重車滿足追尋自由的渴望及享受浪漫的騎乘樂趣。

湖南永州:书记、市长齐上阵 督导突出生态环境问题整改

三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供

南區的大會師活動除了有新車閃光SHOW、活力教練動次動和活潑趣味的互動遊戲外,還有樂團的演出,讓活動邁入高潮,每位車友更可獲得超值紀念好禮,現場抽獎活動更提供多項精美大獎,讓車友情緒high到最高點。

抽獎活動。圖/三陽SYM提供

三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供

三陽SYM機車指出,三陽SYM近年在競爭激烈的重車市場投注相當多的心力,完整的重車產品線,秉持專業、創新、品質的堅持,在紅、黃牌重車市場展現令人驚豔的銷售實力,2015年推出經典車款野狼SB300風格檔車與首部紅牌速克達Maxsym600i,即各自拿下黃牌檔車國產品牌與紅牌速克達銷售第一的成績。

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大地主的逍遥生活 无欲无求

三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供

而於今年初在科隆車展首度曝光的SYM CRUiSYM 300,將臺灣作爲全球首發市場,且配備規格高於外銷版本,以最好的規格與最安全的配備,誠心回饋臺灣的消費者。

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三陽重車南區大會師,200車友熱鬧參與。圖/三陽SYM提供


Suzuki二輪油、電各添新秀!復古水漾Sui 125、皮帶版eReady Run同步亮相


Suzuki二輪油、電各添新秀!復古水漾Sui 125、皮帶版eReady Run同步亮相

Suzuki臺鈴機車首發Sui 125平價國民車款。 記者張振羣/攝影

去年臺灣二輪機車市佔率14%的臺鈴機車,終於在疫情平緩過後舉辦全臺經銷商春酒活動,並在現在同步公開全新燃油作品Suzuki Sui 125,以及電動機車品牌eReady Run皮帶版。當中最受矚目的Sui 125,爲Suzuki二輪機車拼上平價機種的最後一塊版圖,建議售價新臺幣70,000元,再加碼限量供應翻糖橘車色。

臺鈴機車公開電動機車品牌eReady Run皮帶版,以及全新燃油作品Suzuki Sui 125。 記者張振羣/攝影

王毅會紐西蘭貿易部長:冀落實中紐自貿協定升級版

Suzuki Sui 125以臺語諧音「水」爲產品主大特色,外觀擁有相當吸睛的復古造型,並融入日式細膩的都會造型,打造出一款適合都會行駛、高度實用性以及經濟性的平價機車。5月底前預購Suzuki Sui 125可享有臺鈴購車金5,000元、預購禮2,000元,若再符合汰舊換新補助,首購價最低只要新臺幣56,700元。

5月底前預購Suzuki Sui 125可享有臺鈴購車金5,000元、預購禮2,000元,若再符合汰舊換新補助,首購價最低只要新臺幣56,700元。 記者張振羣/攝影

Suzuki Sui 125以高廣度方形大燈,搭配前斜板/土除一體化設計以及平行方向燈,打造出鮮明的復古韻味。其他特點還有高辨識LED尾燈、雙油門線設計、750mm低座高、平整化坐墊(長700mm、寬360mm)、三段可調後避震、開放式前置物箱、超寬敞腳踏(長400mm、寬260mm)以及寬大平整化車廂等。

Suzuki Sui 125以高廣度方形大燈,搭配前斜板/土除一體化設計以及平行方向燈,打造出鮮明的復古韻味。 記者張振羣/攝影

Suzuki Sui 125動力來自SEP(Suzuki ECO PERFORMANCE)高效能引擎,具有輕量小型化、安靜低噪音、節能低油耗以及加速性能強等特點,於排氣量124c.c.設定下不僅符合全新七期環保法規,還具有46.8km/L測試值油耗表現,並搭配前碟(碟盤尺寸200mm)煞車系統,以及後雙槍避震器的穩定化設計。

別惹水獺!屁孩猩猩手賤連環鞭 秒被逆襲「跌坐在地崩潰」:愛生氣不玩了

Suzuki Sui 125動力來自SEP高效能引擎,排氣量124c.c.設定下具有46.8km/L測試值油耗表現。 記者張振羣/攝影

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Suzuki Sui 125提供翻糖橘、雪酪藍、帕瑪森白、海嚴灰、醋栗黑五種車色,當中搶眼的翻糖橘爲限量車色。 記者張振羣/攝影

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身爲PBGN(Power by Gogoro Network)一員的eReady臺鈴電動機車,於這次全臺經銷商春酒活動也公開亮相eReady Run、Run Mini兩款採用美國Gates碳纖維高張力皮帶的新車型,提供更爲寧靜駕乘體驗。這也讓eReady臺鈴電動機車,現在有多達六種銷售車型(Fun、Run、Run Mini、Run魔綠幻紫版、Run 76 belt、Run Mini 70 belt)。

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eReady臺鈴電動機車公開亮相eReady Run、Run Mini兩款採用美國Gates碳纖維高張力皮帶的新車型。 記者張振羣/攝影

eReady Run 76 belt不僅擁有7.6kW大馬力輸出表現,還採用前14吋、後13吋運動化輪框尺碼,搭配全新汽車級變色龍烤漆「藍紫悍」車色,立即成爲路上矚目焦點、建議售價爲93,800元;eReady Run Mini 70 belt則爲7.0kW動力設定,並改採更適切的12吋輪框設定,也提供馬丁綠、極光白、午夜黑三種車色可選,建議售價爲84,800元。

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eReady Run 76 belt擁有7.6kW大馬力輸出表現,搭配「藍紫悍」新車色,建議售價爲93,800元。 記者張振羣/攝影

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