Kalbant apie kosmoso technologijas, gali atrodyti, kad nieko reikšmingo neatsitiko nuo Mėnulio nusileidimo prieš keturis dešimtmečius. Bet jei norite įsivaizduoti, kaip vystysis kosmoso tyrinėjimas ateinančiais dešimtmečiais, jums tereikia atkreipti dėmesį į mažai žinomą NASA inovatyvių pažangių koncepcijų programą (NIAC). Jame dirbantys specialistai tiria pažangių idėjų finansavimo klausimą, kuris, pasak JAV kosmoso agentūros, galėtų atverti naujas galimybes tyrinėti Saulės sistemą.
„NIAC misija yra suteikti galimybę drąsiems ir neįprastiems projektams, kurie laikomi pernelyg rizikingais“, - sako NIAC programos vadovas dr. Jay Katker. Nuo 2011 m. Programa kiekvienais metais skyrė nemažų lėšų projektams, kurie galėtų sukelti didelę technologinę pažangą. Yra labai mažai apribojimų. Finansuojamos idėjos apima daugybę sričių, pradedant pažangias robotų sistemomis ir baigiant pažangiais inžineriniais sprendimais, kurių reikia žmonėms siųsti į Marsą. „Kiekvienais metais gauname šimtus paraiškų ir kaskart kyla nuostabių idėjų, apie kurias dar niekas nė nepagalvojo“, - sako Volkeris.
- „Salik.biz“
Mes atrinkome 10 projektų, kurie neseniai gavo žalią šviesą kaip NIAC dotacijos. Gali praeiti daug metų, kol jie parodys save kosmose, bet vis tiek verta susipažinti. Jie pateikiami mūsų reitingų didėjimo tvarka …
Spyruoklinis roveris
Raketos, parašiutai ir oro pagalvės leido keliems roveriams nusileisti į Marsą. Tačiau naujos kartos planetų skautų robotai galėtų būti gaminami naudojant visiškai kitokią technologiją. Dr Vytas SunSpiral ir kolegos iš NASA svarsto galimybę nusiųsti robotą į Saturno mėnulio Titaną, kurį visiškai sudarys strypai, laikomi ištemptais kabeliais. Tokiai „įtemptai“struktūrai, aprūpintai moksline įranga, nereikia parašiuto ar oro pagalvės. „Pati struktūra yra pakankamai lanksti, kad absorbuotų smūgio energiją tūpimo metu ir apsaugotų naudingąją apkrovą“, - aiškina „Sunspiral“atstovas. Tai taip pat suteikia mobilumą. „Nusileidusi, sutrumpindama ir prailgindama lynus, ji gali suktis aplink tyrinėdama planetą.
Hibernuojantys astronautai
Reklaminis vaizdo įrašas:
Astronautų žiemojimo idėja per ilgas tarpplanetines misijas buvo nuolat naudojama mokslinėje fantastikoje. Nuo 2001 m. Kosminės odisėjos iki avataro modernios gyvybės palaikymo sistemos tampa matomu labai pažangių ateities kosminių technologijų įvaizdžiu. Bet net ir dabar, kai Marsas laikomas būsimos pionierių veiklos vieta, kai kurie jau dirba, kad realybėje panaudotų mokslinės užmigdymo idėją. Johnas Bradfordas, JAV bendrovės „SpaceWorks Engineering“, gavusios finansavimą šios perspektyvios technologijos tyrimams, prezidentas, paaiškina: „Trumpai tariant, mes norime į Marsą atsiųstą įgulą paguldyti į gilų miegą nuo šešių iki devynių mėnesių - būtent taip trunka skrydis tarp Žemės ir Marso “.
„Giluminio miego“technika, kurią tyrinėja „SpaceWorks“komanda, yra žinoma kaip hipoterminė terapija. „Jis reguliariai naudojamas sunkiems sužalojimams gydyti“, - sako Bradfordas. "Norint sukelti šią užmigdymo būseną, reikia sumažinti kūno kūno temperatūrą 3–5 ° C ir įvesti švelnų raminamąjį preparatą." Tai labai skiriasi nuo astronautų užšaldymo proceso, kuris rodomas filmuose, pabrėžia Bradfordas. „Mes neužsiimame šaltuoju konservavimu ir nebandome sustabdyti visų molekulinių procesų. Mūsų tikslas - sugebėti išlaikyti įgulą neaktyvų uždaroje erdvėje tam tikros misijos dalies metu “.
Kad astronautai išliktų gyvi, komanda tiria šios technologijos medicininius pritaikymus. „Pacientai šeriami ir laistomi į veną vandeniniais tirpalais. Šis metodas vadinamas visos parenteraliniu maitinimu ir yra reguliariai naudojamas palaikant žmogaus egzistavimą ilgą laiką gydant vėžiu sergančius pacientus “, - sako Bradfordas.
Bradfordas sako, kad įgulos užmigimas prailgintos kosminės erdvės metu turi daug privalumų: „Jei įgula yra tokios būklės, gyvenamojo ploto kiekį galima žymiai sumažinti. Tai galiausiai sumažina bendrą paleidžiamo erdvėlaivio masę. Gyvenamoji vieta bus labai mažas modulis, skirtas keturiems ar šešiems įgulos nariams, kurių kiekvienas yra savo žiemojimo kambaryje. Kai įgula atsibunda, jiems reikia gyvenamosios vietos, kurioje jie galėtų gaminti maistą ir valgyti, higieną ir mankštą, miegoti, linksmintis ir atlikti tyrimus “.
Tai taip pat gali būti naudinga astronautų gerovei. „Ekspedicijos į Marsą metu nedidelė žmonių grupė ilgą laiką bus izoliuota labai mažoje erdvėje, patiriama didelių stresų ir negalint nutraukti skrydžio iškilus problemoms“, - aiškina Bradfordas. "Daugybė sunkumų palengvėja, jei įgula eina miegoti didėjančio streso ir, galbūt, nuobodulio laikotarpiu."
Vis dėlto reikia daug tyrimų, kad ši technologija būtų pritaikyta kosmose. „Galiausiai manau, kad tai taps pagrindine tarpplanetinių kelionių rūšimi“, - sako Bradfordas. - Tik įsivaizduokite, kad jūs einate miegoti ir atsibusite jau po 6 mėnesių ant Marso. Ne taip jau blogai!"
Erdvinis 3D spausdinimas
Pirmieji astronautai, tyrę Marsą, susidurs su pavojais. Be radiacijos kosmose ir pačioje planetoje, jie turės gyventi tolimame užkampyje, neturėdami galimybės prireikus eksploatacinių atsargų. Jei gyvybiškai svarbi kosminio laivo dalis nutrūks būdama jo paviršiuje, atsarginių atsargų niekas neneš. NIAC Thrifty Air Biomaterials projektas galėtų būti sprendimas. Tiriama, kaip gyvas ląsteles galima naudoti kartu su trimačiu spausdinimu, siekiant sukurti erdvėlaivių dalis, konstrukcines medžiagas ir galbūt net žmogaus audinius.
Plokščia važiuokle
Norint paruošti sudėtingą nusileidimo procedūrą NASA „Curiosity Mars“mokslo laboratorijai 2012 m., Prireikė daug metų planavimo ir pažangiausios inžinerijos. Misijos sėkmė priklausė nuo nepriekaištingo tūpimo sistemų veikimo. Šiandien „Curiosity“pateikia unikalius vienos iš moksliškai įdomiausių vietų Raudonojoje planetoje vaizdus. Tačiau yra daug lengvesnis būdas ištirti daug įdomesnius Saulės sistemos kampelius. „2D Planetary Lander“projektas tiria technologijas, kurių reikia norint sukurti įvairius vaflių storio įtaisus, kurie gali būti išsibarstę po planetą, palydovą ar asteroidą. Kiekvienas toks, vos kelių milimetrų storio, prietaisas užims maždaug kvadratinio metro plotą; jame bus saulės kolektorius, ryšių elektronika,taip pat radiacijos, vėjo ir temperatūros jutiklius.
Be to, jūs galite įdiegti subtilius mokslinius instrumentus, kad ištirtumėte artimiausią aplinką. Vienu skrydžiu į taikinį galima nusiųsti iki 50 tokių prietaisų. Kai paleidžiamos kelios 2D pakartotinio įvežimo transporto priemonės, gali būti, kad svoris nebus sėkmingas. Tai priimtina, aiškina projekto vadovas dr. Hamidas Hemmati. „Tai taip pat leidžia nusileisti didelės rizikos teritorijose, kurios vis dėlto yra labai svarbios geologiškai.
Apiplėšimo reido aparatas
Orlaiviai ir orbitoje skriejantys orlaiviai yra tinkami tyrinėti Saulės sistemą ir paimti dirvožemio pavyzdžius iš tolimų pasaulių. Tuo tarpu pavyzdžius pristatyti į Žemę nėra lengva. Net jei buvo galima paleisti zondą be jokių problemų, jis turi ilgą kelią į tikslą, rizikingai tūpti, kilti ir grįžti per žemės atmosferą. Paklauskite NASA „Genesis“komandos. Įrenginys sėkmingai rinko saulės vėjo pavyzdžius kosminiu maršrutu, kurio ilgis 32 milijonai km, o pabaigoje Jutos dykumoje dėl neatidarytų parašiutų sudužo žemės paviršiuje 320 km / h greičiu.
Dabar Vašingtono universiteto Sietle (JAV) profesoriaus Roberto Wingley vadovaujama grupė nagrinėja galimybę imti įlaipinimo metodus. Idėja yra ta, kad skrendant pro asteroidą ar palydovą, jo paviršius nukristų su erdvėlaiviu sujungtais skverbliais, ilgais siūlais. „Asteroidams jums reikės tik kelių kilometrų ilgio, o palydovams - dešimtys kilometrų, siūlelio“, - aiškina Wingley. Kai skvarbikliai pateko į paviršių, jie pasiima medžiagą į kapsulę, kad galėtų grąžinti mėginius. Tada ši kapsulė virvele traukiama į zondą ir siunčiama atgal į Žemę. „Ši technika suteiks didžiulį šuolį į priekį suprantant Saulės sistemos kilmę“, - teigė Wingley.
Statybos robotai orbitoje
Mokslininkai jau seniai piešia milžiniškų orbitinių konstrukcijų ir erdvėlaivių vaizdus su didžiulėmis saulės baterijomis, plūduriuojančiomis Saulės sistemoje. Tokių kolosalių statinių paleidimas į kosmosą kainuoja astronominius pinigus, ir, kaip mes matėme su ISS, daugumoje montavimo darbų reikia astronautų dalyvavimo.
Dr Robertas Hoytas ir kolegos iš „Tethers Unlimited“šiuo metu tiria šiuos sunkumus. Idėja yra paleisti struktūras, galinčias savarankiškai susirinkti orbitoje. Autoriai tai vadina „SpiderFab“(„voras-gamintojas“). „Mes vystome procesą, kurio metu medžiagos išleidžiamos į kosmosą ritės ar juostos ritinių pavidalu, o tada šios medžiagos yra perdirbamos, kad būtų sukurtos reikiamos struktūros“, - aiškina Hoyt. Derindama robotiką su 3D spausdinimo technologija, grupė tikisi pradėti nuo paprasčiausių orbitinių konstrukcijų ir tada pereiti prie naujos kartos erdvėlaivių kūrimo elementų. „Pilotuojamiems Saulės sistemos skrydžiams reikalingos didžiulės struktūros, kad būtų dislokuoti saulės kolektorių matricos, radiacijos skydai ir kiti svarbūs komponentai“, - teigė Hoitas."Galėdami paleisti kompaktiškas medžiagas, tokias kaip pluošto ritė ar polimero indas, leis mums naudoti mažesnio dydžio ir kaštų raketas."
Buriavimo roveris
Venera turi blogą reputaciją ir to nusipelno. Lietus dėl sieros rūgšties, milžiniškas atmosferos slėgis ir karštas paviršius, kurio temperatūra yra apie +460 ° C, yra labai nenuodingas. Paskutinė vieta, kur norite išsiųsti savaeigę transporto priemonę. Tačiau planetų mokslininkai kaip tik ruošiasi tai padaryti ir netgi nori aprūpinti tai burėmis. Taip, buriu. Vykdydami NICA programą, NASA mokslininkai tiria galimybę iš Saulės į antrąją planetą nusiųsti sausumos burlaivį. Kūrėjai teigia, kad prietaisas lengvu vėjeliu galėtų skrieti per palyginti plokščias Veneros lygumas. Jie tiki, kad jei viskas vyks taip, kaip turėtų, „Venus rover“gali dirbti maždaug mėnesį.
Saulės šviesos atšvaitai
Jei kada nors grįšime į mėnulį, viena iš mus dominančių vietų yra apylinkės, esančios aplink Šakletono kraterį. Vidinė kraterio dalis yra nuolat paslėpta šešėlyje, o jos veleną beveik visą laiką šviečia saulė. Dirvožemyje gali būti ledo, kurio prireiks būsimam mėnulio pagrindui, o šachta būtų ideali vieta saulės baterijoms laikyti. Tačiau dėl tamsos bus sunku ištirti Shackleton kraterio ir panašių formacijų ant kitų dangaus kūnų gelmes. Projektas „Transformatoriai ekstremalioms aplinkoms“siūlo tai pakeisti lengvomis autonominėmis transporto priemonėmis, galinčiomis atspindėti saulės spindulius į tamsą. Origami tipo dizainą galima naudoti kraterio dugno apšvietimui, paviršiaus ploto pašildymui ir ryšiams palaikyti.
Povandeniniai robotai
Po Jupiterio mėnulio paviršiumi paslėpta Europa yra didžiulis skysto vandens vandenynas. Tai yra astrobiologo svajonė. Ką galima padaryti norint jį ištirti, šiuo metu nustatoma per NIAC projektą, kuriam vadovauja dr. Leigh McCue iš Virdžinijos politechnikos universiteto (JAV).
Pagal grupės planą trys nusileidžiančios transporto priemonės turėtų būti siunčiamos į „Europa“paviršių. Kiekvienas iš jų bus aprūpintas kriobotu, kuris ištirps savo kelią per ledo plutą, kol atsidurs subglacialiniame vandenyne. Tada trys kriobotai išleis sklandytuvus, galinčius judėti per vandenį, išsamiai tyrinėdami vandenyną. „Europa vandenynas yra labiausiai tikėtina Saulės sistemos vieta, kur galima rasti nežemišką gyvybę“, - sakė McKew. - Tai mane labai įkvepia; ledo tyrinėjimai Europoje gali pakeisti patį požiūrį į gyvenimą “.