Kad je riječ o svemirskoj tehnologiji, može se činiti kao da se ništa značajno nije dogodilo od slijetanja mjeseca prije četiri desetljeća. Ali ako želite zamisliti kako će se razvijati svemir u narednim desetljećima, onda samo trebate obratiti pažnju na NASA-in malo poznati program inovativnih naprednih koncepata (NIAC). Specijalisti zaposleni u njemu proučavaju pitanje financiranja naprednih ideja, što bi prema američkoj svemirskoj agenciji moglo otvoriti nove mogućnosti za istraživanje sunčevog sustava.
„Misija NIAC-a je pružiti priliku za odvažne i neobične projekte koji se smatraju previše rizičnim“, kaže voditelj programa NIAC-a dr. Jay Katker. Od 2011. godine program svake godine dodjeljuje značajna sredstva za projekte koji bi mogli dovesti do značajnog tehnološkog napretka. Postoji vrlo malo ograničenja. Financirane ideje obuhvaćaju mnoga područja, od naprednih robotskih sustava do naprednih inženjerskih rješenja potrebnih za slanje ljudi na Mars. „Svake godine primamo stotine aplikacija, a svaki put postoje nevjerojatne ideje o kojima prije nitko nije razmišljao“, kaže Volker.
Odabrali smo 10 projekata koji su nedavno dobili zeleno svjetlo u obliku donacija NIAC-a. Možda će proći mnogo godina prije nego što se pokažu u svemiru, ali svejedno ih vrijedi upoznati. Oni su predstavljeni uzlaznim redoslijedom naših ocjena …
Opružni rover
Rakete, padobrani i zračni jastuci omogućili su da na Mars ide slijetanje nekoliko rovera. No, sljedeća generacija planetarnih izviđačkih robota mogla bi biti učinjena pomoću potpuno drugačije tehnologije. Dr. Vytas SunSpiral i suradnici iz NASA-e razmatraju slanje robota na Saturnov mjesec Titana, koji će se u potpunosti sastojati od šipki koje drže zajedno zategnuti kablovi. Takva „napeta“struktura opremljena znanstvenom opremom ne zahtijeva padobran ili zračni jastuk. „Sama struktura je dovoljno fleksibilna da apsorbira udarnu energiju tijekom slijetanja i da zaštiti korisni teret“, objašnjava Sunspiral. A također omogućuje mobilnost. Nakon slijetanja, skraćivanjem i produženjem kablova, ona će se moći kretati istražujući planet.
Prezimljuju astronauti
Promotivni video:
Ideja hibernacije astronauta tijekom produljenih međuplanetarnih misija kontinuirano se iskorištava u znanstvenoj fantastici. Od 2001. Space Odyssey do Avatara, sofisticirani sustavi za održavanje života postaju vidljiva slika visoko naprednih svemirskih tehnologija budućnosti. Ali čak i sada, kada se Mars smatra mjesto budućih pionirskih aktivnosti, neki već rade na korištenju znanstveno-fantastične ideje hibernacije u stvarnosti. Dr. John E Bradford, predsjednik američke tvrtke SpaceWorks Engineering, koji je dobio sredstva za istraživanje ove obećavajuće tehnologije, objašnjava: "Ukratko, želimo posadu koja ide na Mars u dubok san na šest do devet mjeseci - toliko traje let između Zemlje i Marsa."
Tehnika "dubokog spavanja" koju istraživa SpaceWorks tim poznata je kao hipotermička terapija. "Redovito se koristi za liječenje teških ozljeda", kaže Bradford. "Da biste izazvali stanje hibernacije, potrebno je sniziti tjelesnu temperaturu jezgre za 3-5 ° C i uvesti nježni sedativ." To se vrlo razlikuje od procesa zamrzavanja astronauta, koji je prikazan u filmovima, naglašava Bradford. "Mi se ne bavimo krio konzervacijom i ne pokušavamo zaustaviti sve molekularne procese. Naš je cilj biti u stanju održavati neaktivnu posadu u skučenom prostoru tijekom određenog dijela misije."
Da bi astronauti ostali živjeti, tim proučava medicinske primjene ove tehnologije. „Pacijenti se hrane i vode intravenozno koristeći vodene otopine. Ova metoda se naziva sve-parenteralna prehrana i redovito se koristi za održavanje ljudskog postojanja tijekom dugog razdoblja u liječenju pacijenata oboljelih od raka , kaže Bradford.
Bradford kaže: „Ako je posada u takvom stanju, volumen životnog prostora može se značajno smanjiti, ako brojne posade spavaju u snu tijekom dužeg svemirskog putovanja. To u konačnici smanjuje ukupnu masu svemirskog broda koji se lansira. Prostor za stanovanje bit će vrlo mali modul, dizajniran za četiri ili šest članova posade, od kojih je svaki u svojoj hibernacijskoj komori. Kad se posada probudi, treba im prostor za život u kojem mogu kuhati i jesti, higijenu i vježbati, spavati, zabavljati se i istraživati."
Također može biti korisno za dobrobit astronauta. "Pri ekspediciji na Mars, mala će skupina ljudi biti zatvorena u vrlo malom prostoru dulje vrijeme pod velikim stresom i bez mogućnosti prekida leta u slučaju problema", objašnjava Bradford. "Mnoge se poteškoće ublažavaju ako posada odlazi u krevet u vrijeme sve većeg stresa i, možda, dosade."
Ipak je potrebno puno istraživanja kako bi ova tehnologija bila primjenjiva u prostoru. "U konačnici, mislim da će ovo postati glavni način međuplanetarnih putovanja", kaže Bradford. - Zamislite samo da spavate i probudite se za 6 mjeseci već na Marsu. Nije tako loše!"
Svemirski trodimenzionalni ispis
Prvi astronauti koji su istraživali Mars suočit će se s opasnostima. Osim zračenja u svemiru i na samom planetu, morat će živjeti u udaljenom zaleđu bez mogućnosti operativnih zaliha ako je potrebno. Ako se vitalni dio svemirske letjelice razbije dok je na površini, neće biti nikoga tko bi mogao isporučiti rezervnu. Projekt NIAC Thrifty Air Biomaterials mogao bi biti rješenje. Istražuje kako se žive stanice mogu koristiti u kombinaciji s trodimenzionalnim ispisom za stvaranje dijelova svemirskog broda, građevinskih materijala i, možda, čak, ljudskog tkiva.
Ravna prizemna oprema
Bilo je potrebno godina planiranja i vrhunskog inženjeringa da se pripremi složeni postupak slijetanja za NASA-in znanstveni laboratorij Mars Curiosity 2012. godine. Uspjeh misije ovisio je o besprijekornom radu sustava za slijetanje. Danas nam Curiosity donosi jedinstvene slike jednog od znanstveno najzanimljivijih mjesta na Crvenoj planeti. Ali postoji mnogo lakši način za istraživanje mnogo zanimljivijih kutova Sunčevog sustava. 2D planetarni lander projekt istražuje tehnologiju potrebnu za stvaranje različitih uređaja debljine vaflja koji se mogu raštrkati po planeti, satelitu ili asteroidu. Svaki takav uređaj debljine samo nekoliko milimetara pokrivat će površinu od oko četvornog metra; nosit će solarnu ploču, komunikacijsku elektroniku,kao i senzori za zračenje, vjetar i temperaturu.
Osim toga, na njega možete instalirati suptilne znanstvene instrumente da biste istraživali neposrednu okolinu. Do 50 takvih uređaja može se poslati cilju u jednom letu. Kada se pokrene više dvodatnih vozila za ponovno iznajmljivanje, možda neće težina sletjeti uspješno. To je prihvatljivo, objašnjava voditelj projekta dr. Hamid Hemmati. Omogućuje i slijetanje na područja visokog rizika koja su, međutim, od velikog geološkog interesa.
Aparati za pljačku
Roveri i svemirske letjelice u orbiti su dobri za istraživanje solarnog sustava i isporuku uzoraka tla iz dalekih svjetova. Dostavljanje uzoraka na Zemlju, u međuvremenu, nije lako. Čak i ako je bilo moguće pokrenuti sondu bez ikakvih problema, ona ima dug put do cilja, rizično slijetanje, uzlijetanje i povratak kroz zemljinu atmosferu. Pitajte NASA Genesisov tim kakav je osjećaj. Uređaj je uspješno prikupio uzorke solarnog vjetra na svemirskoj ruti duljine 32 milijuna km, a na kraju se zbog neotvorenih padobrana srušio na zemljinu površinu brzinom od 320 km / h u pustinji Utah.
Sada grupa koju predvodi profesor Robert Wingley sa Sveučilišta u Washingtonu u Seattleu (SAD) istražuje mogućnost korištenja tehnika ukrcaja za uzorkovanje. Ideja je da, prolazeći pored asteroida ili satelita, na površinu spuste penetrante povezane s svemirskim brodom s dugim nitima. "Za asteroide će vam trebati vlakno dugačko samo nekoliko kilometara, a možda i nekoliko desetaka kilometara za satelite", objašnjava Wingley. Jednom kada prodorni udari na površinu, pokupe tvar u kapsulu za vraćanje uzoraka. Zatim se ta kapsula povuče žicom do sonde i pošalje natrag na Zemlju. "Ova tehnika osigurat će ogroman skok naprijed u razumijevanju podrijetla Sunčevog sustava", rekao je Wingley.
Građevinski roboti u orbiti
Znanstvenici već dugo slikaju ogromne orbitalne strukture i svemirske brodove s ogromnim solarnim pločama koje lebde u Sunčevom sustavu. To košta astronomske novce za pokretanje takvih kolosalnih struktura u svemir, i, kao što smo vidjeli s ISS-om, u većini instalacijskih radova potrebno je sudjelovanje astronauta.
Dr. Robert Hoyt i kolege iz tvrtke Tethers Unlimited trenutno istražuju jedan od poteškoća oko ovih problema. Ideja je pokretanje struktura sposobnih za samosastavljanje u orbiti. Autori ga zovu SpiderFab ("spider-fabricator"). "Razvijamo proces u kojem se materijali u prostor ubacuju u obliku koluta ili traka, a zatim se ti materijali obrađuju kako bi stvorili potrebne strukture", objašnjava Hoyt. Kombinirajući robotiku s tehnologijom 3D ispisa, grupa se nada da će započeti s najjednostavnijim orbitalnim dizajnom, a zatim prijeći na razvoj elemenata za svemirske letjelice nove generacije. "Opsadni letovi unutar Sunčevog sustava zahtijevaju ogromne strukture za raspoređivanje nizova solarnih polja, radijacijskih oklopa i drugih kritičnih komponenti", rekao je Hoyt."Mogućnost lansiranja materijala u kompaktnom obliku, kao što je zavojnica vlakana ili spremnik polimera, omogućit će nam korištenje raketa manje veličine i troškova."
Jedrenjak
Venera ima lošu reputaciju, i to zasluženo. Kiše sumporne kiseline, ogroman atmosferski tlak i vruća površina s temperaturom od oko +460 ° C čine izuzetno nepristupačnom. Posljednje mjesto na koje želite poslati samohodno vozilo. Međutim, planetarni znanstvenici upravo to rade i čak ga žele opremiti jedrom. Da, jedrom. Kao dio programa NICA, NASA-ini znanstvenici istražuju mogućnost slanja kopnenog jedrenjaka na drugi planet sa Sunca. Uređaj bi se mogao lagano puhati po relativno ravnim lavanskim ravnicama Venere, kažu programeri. Ako sve pođe kako treba, Venerov rover može raditi oko mjesec dana, vjeruju.
Reflektori sunčeve svjetlosti
Ako se ikad vratimo na Mjesec, jedno od mjesta koje nas zanima je područje oko Shackleton Cratera. Unutarnji dio kratera stalno je skriven u sjeni, a njegova osovina gotovo je cijelo vrijeme osvijetljena suncem. Tlo iznutra moglo bi sadržavati led koji bi bio potreban za buduću lunarnu bazu, a osovina bi bila idealno mjesto za smještaj solarnih panela. Međutim, bit će teško istražiti dubine Shackleton Cratera i sličnih formacija na drugim nebeskim tijelima zbog tame. Projekt Transformatori za ekstremna okruženja predlaže da se to promijeni laganim autonomnim vozilima koja mogu reflektirati sunčevu svjetlost u tamu. Dizajn sličan origamiju može se koristiti za osvjetljavanje dna kratera, zagrijavanje površine i komunikaciju.
Roboti podmornice
Skriven ispod površine Jupiterovog mjeseca Europa, nepregledan je ocean tekuće vode. Ovo je san astrobiologa. Što se može učiniti za njegovo istraživanje, trenutno se prepoznaje kroz NIAC projekt koji je vodio dr. Leigh McCue sa Sveučilišta Virginia Polytechnic University (SAD).
Prema planu grupe, tri vozila za spuštanje trebala bi biti poslana na površinu Europe. Svaki od njih bit će opremljen kriobotom koji će se topiti kroz ledenu koru sve dok se ne nađe u podglacijalnom oceanu. Tri će kriobota pustiti jedrilice sposobne da se kreću kroz vodu, detaljno istražujući ocean. "Ocean oceana Europa je najvjerojatnije mjesto u Sunčevom sustavu, gdje se može naći izvanzemaljski život", rekao je McKew. - To me jako inspirira; istraživanje leda u Europi moglo bi promijeniti način na koji razmišljamo o životu."