新冠疫情对商业航空业造成了严重打击，但这并没有阻止航空航天业在过去一年里持续创新。以下列表包括一架翼尖可折叠的巨型客机、一架使用人工智能的战斗机无人机，甚至还有一架核动力探测车，它正飞往火星。而且，你是否知道美国自2011年以来首次成功从本土发射了宇航员？继续阅读。
“毅力号”火星车，由NASA喷气推进实验室研制，荣获最佳创新奖
一辆火星车，用于搜寻火星生命迹象
NASA花了数十年时间研究这颗红色行星的地质和化学成分，现在，随着“火星2020”任务，它将正面应对一个重大的生物学问题：这颗行星是否曾经孕育过生命？7月30日，NASA发射了一枚火箭，搭载重一吨的核动力“毅力号”火星车。该火星车将于2021年2月登陆，将成为第一辆专门设计用于寻找过去或现在生物直接证据的火星车。虽然这台机器可能与它的前身“好奇号”非常相似，但它为火星探索带来了新的能力。其SHERLOC光谱仪的强大激光将扫描岩石，寻找低至百万分之一的生物分子闪光。研究人员将把这些信息与PIXL成像系统提供的清晰图像和其他数据结合起来，寻找生命的“圣杯”——分子团块，如氨基酸或脂类，这些分子团块（至少在我们所知的范围内）表明生命的存在。如果有一天我们将火星的样本带回地球进行进一步研究，这些证据将成为确凿的证据。“毅力号”也将为此做出贡献，因为它将是第一台能够储存样本以供未来任务回收的太空机器人。
SpaceX公司研制的“龙飞船”
将人类太空飞行带回我们的土地
5月30日，宇航员道格·赫尔利和鲍勃·本肯在“龙飞船”Demo-2任务中从卡纳维拉尔角升空，这是一次历史性的起飞——九年来首次从美国本土将人类送入太空，也是美国第五艘载人航天器。赫尔利和本肯乘坐的是SpaceX研制的21世纪太空飞行系统“龙飞船”，该飞船配备了宽大的触摸屏，无需飞行员输入即可抵达国际空间站。此外，NASA首次将任务控制权交给了私营公司。虽然休斯顿的运营商密切关注着，但位于加利福尼亚州霍桑的SpaceX员工却主导了整个过程。8月2日，当宇航员溅落地球时，一名SpaceX控制员预示着商业太空飞行的未来，他说：“欢迎回到地球，感谢乘坐SpaceX。”
欧洲空间局研制的“太阳轨道器”
直视太阳
2月，欧洲空间局将一个太阳实验室装入火箭，并将其发射向太阳。“NASA的帕克太阳探测器”为了能够更近地飞掠我们的太阳，放弃了朝向太阳的相机和其他笨重、精密的设备，而“ESA轨道器”则采取了折衷方案：它保持更远的距离，但配备了更多的仪器。作为首个配备能近距离直视太阳的相机的探测器，“ESA轨道器”旨在探测太阳风中的局部微风，并追溯其可能引发的表面喷发。该探测器上的十种仪器隐藏在最先进的隔热罩后面，以帮助它们抵御灼热的阳光。
诺斯罗普·格鲁曼公司研制的“任务延长飞行器-1”
为旧卫星注入新生命
燃料是卫星的生命线：燃料耗尽意味着任务的终结。至少在“任务延长飞行器-1”（MEV-1）将一颗濒临报废的地球同步通信卫星从死亡边缘拉回来之前是这样。2月，MEV-1以大约每小时7000英里的速度接近Intelsat 901通信卫星。包括LIDAR测距仪在内的三对传感器充当了MEV-1的眼睛，它抓住了Intelsat 901的发动机，并以毫米级的精度进行对接。随着MEV-1的电推进器取代了老旧卫星耗尽的化学推进剂，该硬件可以为卫星的寿命增加五年。该系统的设计能够与约80%的400多颗地球同步轨道卫星对接，第二次任务MEV-2于8月15日发射。在完成与一颗“僵尸轨道器”的长年任务后，这些飞行器可以分离并营救新的目标。
贝尔公司研制的EDAT演示机
直升机的一次革命性新飞跃
在直升机上，顶部的巨大旋翼负责重活，而尾部旋翼则起到反扭矩作用。如果这个尾部旋翼（它通过传动轴和齿轮箱等物理部件在内部与主旋翼机械连接）不存在，直升机就会原地打转。但贝尔公司迷人的“电驱动反扭矩”（EDAT）演示机功能却有所不同：它不是通过机械连接，而是通过电力系统工作。连接到主旋翼齿轮箱的发电机产生电力，然后驱动尾部的四个涵道风扇。其结果是产生一种比以往更安静，但也可能更安全的旋翼机。当停在地面上时，飞机的旋翼可以旋转，而尾部风扇可以关闭，从而消除了对地面人员的致命危险。这在一架普通直升机上是不可能实现的。
Boom公司研制的XB-1
超音速飞机正在强势回归
回溯大约二十年前，有钱的普通人可以通过“协和式飞机”以超音速旅行。但自2003年那架标志性飞机停飞以来，除军方外，任何人都不可能实现超音速旅行。然而，在10月初，一家名为Boom的初创公司揭开了XB-1的面纱，这架飞机是实现超音速旅行——例如，3.5小时内从纽约飞往伦敦——的垫脚石。这架长71英尺的XB-1尚未飞行，而且比未来计划的载客版本“Overture”小得多。但是，原型飞机的某些元素，例如使用摄像头系统帮助飞行员在着陆时看到跑道，应该有助于Boom实现制造新一代“协和式”飞机的目标。XB-1预计将于2021年首次飞行。
Garmin公司的Autoland自动着陆系统
一键式飞机着陆
想象一下，如果一名飞行员因心脏病发作等医疗紧急情况而失去行动能力，小型飞机上的乘客会感到多么恐惧。现在，在一些通用航空飞机上，这些旅客将有一个新的选择：他们可以简单地按下一个按钮来降落飞机。Autoland系统将接管一切——选择机场、实际驾驶飞机，并在适当的时候放下起落架——以安全地将飞机降落。它会在无线电上广播情况，如果飞行员在设定的时间内没有与飞机互动，它甚至可以自动启动。该系统已获得三种不同类型飞机的认证，它们都是小型客机：派珀M600、达荷TBM 940和西锐“愿景”喷气机。Garmin公司表示，Autoland已完成了1000多次试飞，但尚未在真实紧急情况下使用——尽管该公司估计该系统每年可在美国避免约三次坠机事故。
Otto Aviation公司研制的Celera 500L
普通人（没错，就是你）也能负担得起的私人飞行
我们都太熟悉在拥挤的飞机上与邻居肘碰肘的感觉了。Celera 500L原型机的团队希望将私人飞行的成本和旅行时间降低到商业水平，这样普通人也能乘坐更小、更舒适的飞机出行。该飞行器胖胖的形状和后置螺旋桨旨在产生一种称为层流的空气动力学现象，在这种现象中，空气以平滑的层流过飞行器。由于该飞机应该比竞争对手更节省燃油——可能节省四倍或更多——因此机票价格应该保持较低水平；计划中的较低维护成本和更便宜的初始价格也应该有助于实现这一目标。这样，我们就可以在小型机场享受私人飞行的舒适。
波音公司研制的Loyal Wingman
空中的AI伙伴
这架38英尺长的飞机看起来像一架战斗机，设计上也像一架战斗机——但上面没有为飞行员预留位置。这款无人飞行器旨在成为一种机器人队友，与传统飞机并行或领先飞行。人工智能将帮助这些飞机——作为“空战协同系统”项目的一部分——完成这项复杂的任务。这些飞行机器人的概念是，它们可以执行一些任务，比如进入危险区域，或者帮助保护它们所伴随的飞机。每架飞机都配有一个完全可拆卸的机头，允许地勤人员根据任务需求快速更换小型飞行器的有效载荷。
波音777X的折叠式翼尖
巧妙地增加了翼展
这架XXL商用飞机于1月首次飞行。它独特之处在于机翼末端的巧妙设计：翼尖可以向上和向下折叠。当它们向上收起时，翼展略低于213英尺，足以放入登机口分配的空间。但在起飞前，它们会向下展开，形成约235英尺的翼展。这种折叠动作的目的是什么？长翼在飞行中更有效率，但在机场停放空间有限。这架巨大的飞机还配备了目前最大的GE9X喷气发动机，每台发动机的涵道直径为11英尺。
微软飞行模拟器
最逼真的虚拟飞行
新冠疫情让所有人的飞行都变得更加艰难。但今年，渴望登上驾驶舱的“沙发飞行员”有了一个新的选择，那就是微软飞行模拟器——自2006年以来推出的首个巨型版本。人工智能帮助创造了游戏的一些精美画面，例如建筑物的形状，以及一种新的飞行模拟方法，使得飞机在空中运动比以往任何时候都更加逼真。玩家现在可以坐在塞斯纳172甚至波音梦想客机的驾驶舱里——无需接受飞行课程。
空中客车公司的自动空中加油（A3R）系统
更安全、更平稳的空中加油
在空中将燃油从加油机输送到战斗机等飞机是一项高风险操作。两架飞机都在空中高速飞行，数千磅的燃油在它们之间流动。一种典型的方法是由一名操作员从加油机上放下长长的加油臂，伸到接收飞机的顶部。但空中客车公司已经开发出一种通过按一下按钮就能实现这种高风险操作自动化的方法。计算机系统利用加油机下方的摄像头和其他传感器来监测接收飞机的相对位置，然后将加油臂定位到位，开始输送燃油。空中客车公司表示，其结果是提高了效率和安全性，并减少了人为工作量。
