增强现实、人工智能和自主性只是 2021 年提升我们航空航天能力的一些技术。人工智能算法正在帮助飞机以更有效的方式进行路线规划，虚拟敌人正在对飞行员进行空中训练，自主僚机正在侦察前方空域。与此同时，在太空中，美国宇航局的一个探测器将利用阳光飞出地球轨道。这可能看起来都很华丽、很科幻，但有一个获奖项目为乘客带来了一个虽小但影响巨大的便利：在一些联合航空的航班上，您现在可以使用无线耳机通过蓝牙连接到座椅背部的娱乐系统。终于！
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最高荣誉奖
Flyways AI（Airspace Intelligence 公司）：更智能的航班计划创建系统
Flyways AI（Airspace Intelligence 公司）
在任何两个机场之间飞行，航空公司调度员还有一个关键职责：他们需要提前决定飞机沿途的路线，并在起飞前向 FAA 提交飞行计划。这些地面上的工作人员必须考虑天气、禁飞区等变量。通常，他们只是沿用现有的选项。现在，在阿拉斯加航空公司，调度员有了人工智能助手。这款软件由初创公司 Airspace Intelligence 开发，可以建议城市之间的定制路线，调度员随后可以接受或不接受。这些建议带来了效率的提升：阿拉斯加航空公司表示，自使用该系统以来，已优化了超过 28,000 个航班的航线，估计节省了 1550 万磅燃油，从而减少了 24,490 吨二氧化碳排放。航班通常会提前几分钟着陆，而且不仅仅如此，航空公司对飞机实际着陆时间的掌握也更加精确。同时，乘客有望花费更少的时间在机场上空盘旋等待到达。
星舰（SpaceX 公司）：大型可重复使用火箭系统
星舰（SpaceX 公司）
SpaceX 将其未来押在一个非常大的飞行器上。高约 165 英尺的不锈钢“星舰”旨在进入地球轨道、月球甚至火星，然后完好无损地垂直着陆返回。未来，这种完全可重复使用的飞船甚至可以在不到一个小时的时间内将人员和货物运送到全球各地。埃隆·马斯克的科幻梦想实现起来进展缓慢——最初的几次试飞都以壮观的火球告终。但到了 5 月，一架“星舰”原型机终于成功着陆，展示了一种复杂的“腹部翻滚”机动，即从数英里高空水平自由落体，然后在发射台上方不久才自行调整姿态。接下来的几个月里，该公司开始建造巨大的助推火箭，为可能成为世界上最强大、最经济实惠的发射系统的首次轨道测试做准备。
eX1 带蓝牙（松下航空电子公司）：空中蓝牙连接
eX1 带蓝牙（松下航空电子公司）
一边看《冰雪奇缘 II》，一边插上耳机使用座椅背部的娱乐系统，这已经过时了。现在不一样了：从今年夏天开始，乘坐任何联合航空 737 MAX 8 飞机的乘客都可以通过蓝牙轻松连接到前方的松下系统，使用自己的耳机（AirPods 或其他品牌）。一个充满竞争性无线信号的金属管是一个复杂的问题，但最终，那些迪士尼歌曲从未听起来如此美妙。
ATARS（Red 6 公司）：战斗机飞行员的增强现实训练
ATARS（Red 6 公司）
军事飞行员在地面模拟器或真实飞机上进行训练，但一家名为 Red 6 的公司的新技术将这两种理念结合起来。战斗机飞行员在实际飞行中可以戴上配备空中战术增强现实系统（ATARS）的头盔，在他们的视野中看到虚拟的敌机或空中的友机。这创造了一个比仅仅模拟飞机雷达上出现的虚构飞机更真实的场景：战斗机飞行员可以在空中进行模拟多机协同训练。该技术还避免了让多架真实飞机升空的成本和后勤复杂性。Red 6 正在为美国空军改装一架 T-38 教练机以配备 ATARS，并可能在接下来改装一架 F-16。
近地小行星探测器（美国宇航局）：真正的太阳能太空探索
近地小行星探测器（美国宇航局）
为了在太空中导航，探测器会点燃推进器，喷射出一股热气。但这款鞋盒大小的近地小行星（NEA）探测器，由美国宇航局工程师在 7 月份准备发射，将几乎完全依靠阳光推进，跨越数千万英里。探测器那公交车大小的太阳帆由一种坚韧的、类似保鲜膜的塑料制成，在探测器离开地球时捕捉阳光。这项技术建立在之前在近地轨道上的原型演示之上，例如LightSail 2。在两年多的时间里，NEA Scout 将调整其速度 5000 英里/小时或更高，足以匹配小行星的速度，绘制其大部分表面，弄清楚其构成，并确定它是否适合人类探索。它的成本约为 3000 万美元，大约是大型、燃料充足任务成本的十分之一。
Regolith Print（Redwire Space 公司）：由“月尘”制成的砖块
Regolith Print（Redwire Space 公司）
如果人类将来要在月球上建造住所，经济实惠的月球建筑秘密可能隐藏在三块灰色的、巴掌大小的砖块中，它们不起眼的外表掩盖了其非凡的起源。这些板材来自国际空间站上的 3D 打印机，该打印机在大约 250 英里高的地球上方近乎零重力环境下将其挤出。它们主要由模拟月尘或“风化层”制成，包括二氧化硅和氧化铝等化合物。宇航员为打印机安装了定制附件，允许设备熔合风化层而不是其通常的塑料——这是太空 3D 打印的首次尝试。模拟月球砖块于 9 月溅落到蔚蓝色的地球上，并正在进行强度测试。研究人员希望，未来更大尺寸的机器能够将真实的月球尘埃转化为月球道路和着陆垫等基本基础设施。
Skyborg（美国空军）：机器人僚机的“大脑”
Skyborg（美国空军）
损失一架由人工智能驾驶的无人机比损失一架 F-35（以及里面的飞行员）成本要低得多——这就是为什么空军的未来愿景包括与传统飞机配对的战斗机式无人机。这些机器人飞机可以在载人飞机前方飞行，发送情报或在危险区域执行武器打击。空军的 Skyborg 项目不想将人工智能与任何特定硬件绑定，因此它正在开发自主核心系统（ACS）来驾驶不同型号的无人机。该系统已被用于Kratos 公司的一架无人机以及多家通用原子公司MQ-20“复仇者”无人机。
ELSA-d（Astroscale 公司）：一项安全将卫星送往“来生”的计划
ELSA-d（Astroscale 公司）
如今，有超过 3000 颗报废卫星绕地球运行。Astroscale 公司旨在应对这一日益严峻的挑战，正在展示一种将报废卫星拖离轨道的方法，将其拉入大气层并在可控的情况下烧毁。3 月，该公司发射了 ELSA-d 航天器，该航天器配有一个磁环，可以吸附到任何配备匹配组件的卫星上；8 月，它释放了一个近 40 磅重的盒子，并在一次试运行中将其捕获。接下来，任务控制中心将为 ELSA-d 分配一项更艰巨的任务：使用传感器半自主地追逐并抓取同一个失控旋转的盒子。如果成功，该飞行器将为能够处理重达 1750 磅的兼容卫星的更大型号铺平道路。
MQ-25“魟鱼”（波音公司）：为战斗机加油的无人机
MQ-25“魟鱼”（波音公司）
天宫（中国国家航天局）：配备离子推进器的全新空间站
天宫（中国国家航天局）
一个全新的最先进的前哨站现在绕地球运行。中国于 4 月 29 日发射了“天宫”空间站的核心舱，这个漂浮的栖息地目前正在接待第二批乘员。建成后，“天宫”的空间尺寸将是国际空间站的大约六分之一，但它已经拥有了老化的国际空间站所缺乏的先进功能：三名船员现在可以在长达数月的驻留期间享用热餐，这要归功于一个专为太空设计的微波炉。而且，作为载人航天器的首次，该舱配备了四个离子推进器——利用电力排出带电粒子的高效推进器。
