Šeši neįtikėtini kosminiai projektai, į kuriuos investavo NASA
Šokimas ant Plutono, virvė prie Marso palydovo „Phobos“ir greičiausias kosminis variklis - „Gazeta“. Ru kalba apie neįtikėtinus projektus, į kuriuos NASA nusprendė investuoti.
Globojant Amerikos nacionalinei kosmoso agentūrai NASA, kasmet rengiamas atvirai beprotiškų pusiau fantastinių projektų konkursas, kurio tikslas yra pasirinkti tuos, kurie, jei įmanoma, galėtų tapti proveržio kosminėmis misijomis. Novatoriškų pažangių koncepcijų programa (NASA Innovative Advanced Concepts - NIAC) siūlo ir visiškai realizuotinus projektus, ir ką nors iš labai tolimos ateities.
Taigi, pavyzdžiui, 2011 m. Ažiotažą sukėlė lėšų skyrimas, norint ištirti galimybę sukurti „traktoriaus siją“, panašią į tą, kuri „Star Trek“serijoje gabeno daiktus per atstumą. Kartais netgi atvirai siūlomos ir subsidijuojamos pseudomokslinės koncepcijos, tačiau, laimei, jų nėra daug.
Šiemet kosmoso agentūra nusprendė ankstyvajame etape (vadinamajame I etape - pirmajame etape) investuoti į 15 siūlomų technologijų. Pagal taisykles nugalėtojams kiekvienam siūloma 125 tūkst. USD per devynis mėnesius atlikti pradinę galimybių studiją, parodyti koncepcijos įgyvendinamumą ir, jei pasiseks, per dvejus metus per antrąjį etapą gali pretenduoti į papildomas investicijas (iki 500 tūkst. USD). studijuodamas perspektyvų vystymąsi.
Varžybose gali dalyvauti beveik visi (svarbu tik, kad grupėje būtų bent vienas Amerikos pilietis).
„NIAC programa pritraukia mokslo ir inžinerijos bendruomenių tyrėjus ir novatorius, įskaitant biudžetinių organizacijų atstovus“, - aiškina NASA kosmoso technologijų skyriaus viršininko padėjėjas Stevenas Yurchikas. "Programa suteikia jaunimui galimybę ir priemones ištirti spekuliacines kosminės erdvės koncepcijas, kurias mes vertiname ir atmetame savo ateities technologijų portfelyje."
Vienas iš nugalėtojų šįkart buvo gimtojo Rusijos, NASA darbuotojo Viačeslavo Turyševo, projektas - kosminis teleskopas, kuris Saulę naudoja kaip objektyvą egzoplanetoms tirti, apie kurį anksčiau pranešė „Gazeta. Ru“.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Išsamų 2017 m. Pirmojo ir antrojo etapų sąrašą galite rasti čia, o mes pateikiame įdomiausias, mūsų nuomone, I etapo koncepcijas.
Šuoliai ant Plutono
Benjaminas Goldmanas iš „Global Aerospace Corporation“pristatė automatinės tarpplanetinės stoties koncepciją (žr. Iliustraciją aukščiau), kuri į Plutono atmosferą pateks 14 km / s greičiu ir 200 kg sveriantį nusileidimo modulį pristatys į nykštukinės planetos paviršių, sumažindama greitį dėl aerodinaminio stabdymo ir išlaidų. tai tik keli kilogramai degalų.
Slėgis Plutono paviršiuje yra 10 milijonų kartų mažesnis nei Žemės, tačiau jo atmosfera yra maždaug septynis kartus platesnė nei Žemės, o jo tūris yra 350 kartų didesnis už paties Plutono. Pravažiavęs šimtą kilometrų tokios itin retos atmosferos (tiksliau, egzosferos), laivas gali prarasti 99,999% pradinės kinetinės energijos, todėl galutinis greitis bus panašus ar net mažesnis nei tada, kai roveriai nusileido į Marsą. Naudojant šį triuką, bendras raketos degalų poreikis Plutono nusileidimui gali būti sumažintas iki 3,5 kg.
Atlikęs mokslinius tyrimus pradinėje nusileidimo vietoje, nusileidžianti transporto priemonė persijungs į „atšokimo“režimą - dėl mažo sunkio jėgos (0,063 „tas pats“) ji galės šokinėti iš vienos vietos į kitą, nagrinėdama ypač įdomias kraštovaizdžio sritis. Siūloma koncepcija leis išsamiai ištirti Plutono paviršių, naudojant gana mažos masės aparatą, kurio kaina yra tinkama per 10–15 metų.
Kosminis liftas virš Phobos
Kevinas Kemptonas iš NASA Langley tyrimų centro pasiūlė ant vieno iš dviejų Marso mėnulių Phobos paviršiaus pakabinti zondą, supakuotą su jutikliais. Skirtingai nuo antrojo palydovo Deimoso, Fobas yra masyvesnis ir yra arčiau planetos. Siūloma pritvirtinti zondą, pavadintą PHLOTE, naudojant kabelį, pratęsiamą nuo Lagranžo taško L1 (tai yra gravitacinio stabilumo regionas tiesioje linijoje, jungiančioje planetą ir jos palydovą).
Kadangi taškas L1 yra tik 3,1 km nuo „Phobos“paviršiaus, kabelio ilgiui, viršijančiam šiuolaikinių technologijų galimybes, nėra keliami reikalavimai (jį planuojama gaminti remiantis anglies nanovamzdeliais).
Zondas su jutikliais gali slinkti virš palydovo paviršiaus (visada viena puse nukreiptas į Marsą), arba nusileisti į žemę.
Dėl labai mažo „Phobos“gravitacijos zondas patirs palyginti mažas sprogimo apkrovas.
Pats „Phobos“yra labai įdomus objektas, mokslininkai iš SSRS, o vėliau ir į Rusiją, skyrė daug pastangų savo tyrimams, tačiau visos ekspedicijos nebuvo sėkmingos. Kitas „Phobos-Grunt“planuojamas kartu su mumis ateityje. Amerikiečiai ketina tirti palydovą etapais, anksčiau pakabinę ant zondo georadarą, kad pamatuotų objekto požeminę sudėtį, kad būtų galima nustatyti, koks storas smulkiagrūdis regolito sluoksnis ir kokias problemas jis sukels būsimiems nusileidimams. Kiti svarbūs įrankiai gali būti dozimetrai radiacijos aplinkai tirti, kameros ir spektrometras paviršiaus mineralinei sudėčiai analizuoti. „PHLOTE“užtikrins nuolatinį „akių danguje“buvimą tūpimo misijoms ir operatyviai stebėti.
Navigacinis itin tikslus Doplerio lidaras, ultralengvos saulės baterijos ir labai efektyvios elektrinės varomosios sistemos turėtų išlaikyti stotį ilgą laiką.
Šis dizainas taip pat gali būti naudingas nusileidus asmeniui ant Marso paviršiaus. Kadangi „Phobos“sudėtis panaši į meteoritus - anglinius chondritus, manoma, kad joje yra mineralų, kurie gali būti naudojami deguonies ir kuro atsargoms papildyti grįžtant į Žemę.
Tačiau tokį „pavadį“galima naudoti ne tik „Phobos“, bet ir „Deimos“, taip pat „Pluto-Charon“sistemos L1 taške, kur abu kūnai yra vienareikšmiškai „užrakinti“(visada vienas į kitą atsukami tomis pačiomis pusėmis). Tai reiškia, kad erdvėlaivis, pavyzdžiui, „PHLOTE“, galėjo nusileisti pavadžiu į retą Plutono atmosferą, tyrinėdamas jo cheminę sudėtį visais aukščiais (skirtingai nei tradicinis zondas).
Obelys Marse
Adomas Erkinas iš Kalifornijos universiteto Berklyje, įkvėptas matinių Marso bulvių auginimo epizodų, kuriuos sukūrė Mattas Damonas herojus filme „Marsietis“(2015), pagalvojo apie galimybę Marso dirvą paversti maistine terpe naudojant bioinžineriją. Siūloma pašalinti bakterijas, galinčias detoksikuoti perchloratus (perchloro rūgšties druskas) Marso dirvožemyje, taip pat praturtinti amoniaku.
Žinoma, tokių pokyčių vargu ar galima pervertinti, kalbant apie būsimų pilotuojamų misijų į Marsą palaikymą, taip pat tolesnę šios planetos teritorijos formavimą. Atskirai, perchlorato atsikratymo ir azoto fiksavimo procesai jau yra žinomi biologams, tačiau reikia sukurti vienos rūšies mikroorganizmų padermes, galinčias vienu metu veikti abu.
Šiuo tikslu planuojama ištirti Pseudomonas (Pseudomonas) genties ir, visų pirma, Pseudomonas stutzeri genties ekstremofilines bakterijas, kurių skirtingos padermės gali ir kovoti su perchloratu, ir gebančios fiksuoti azotą (pavyzdžiui, A1501 padermė). Pseudomonados turi du svarbius pranašumus, dėl kurių eksperimentai su jais yra patogesni nei, pavyzdžiui, su fotosintetiniais ekstremofilais, - cianobakterijos: galite naudoti jau sukurtus E. coli metodus, be to, dvigubai padidinti „derlių“galima vos per valandą (o ne per septynias). valandos ar net keturios dienos, kaip tai būna su cianobakterijomis).
Jau sukurta kamera, skirta imituoti Marso sąlygas: slėgis mažesnis nei 10 kPa, temperatūra nuo –60 iki +40 ° С, mažas šviesos intensyvumas, ultravioletinė spinduliuotė, atmosfera, sudaryta iš 95% anglies dioksido ir 3% azoto. Būtina išaiškinti ekstremaliausių sąlygų, kuriomis ištirtos padermės galės išgyventi, daugintis ir įgyvendinti savo paskirtį, diapazoną.
Tačiau šie pokyčiai neapsiribos vien Marsu - ateityje planuojama ištirti žemės dirvožemio bioremediacijos galimybę pašalintomis bakterijomis: pavyzdžiui, valyti žemę prie naftos gręžinių, esant toksiškiems išsiliejimams, praturtinti dirvožemį siekiant padidinti daržovių gamybą, kovoti su badu sausringuose regionuose, patenkinti didelių grupių poreikius. gyventojų ir kt.
Vakuuminis dirižablis Marsui
Ši koncepcija, kurią pasiūlė Johnas Paulas Clarke'as iš „Georgia Tech“, yra panaši į įprastą dirižablį su vieninteliu skirtumu, kad liftą sukuria ne pašildytas oras, helis ar vandenilis, o standi konstrukcija, palaikanti vakuumą viduje, išstumianti orą ir taip užtikrinanti kėlimą.
Esamos medžiagos dar negali atlaikyti atmosferos slėgio Žemėje, tačiau Marse atmosferos slėgis yra dviem dydžiais mažesnis, kai vakuuminio dirižablio veikimas yra ne tik įmanomas, bet ir teikia tam tikrą naudą, palyginti su tradiciniais dirižabliais. Manoma, kad apvalkalas yra daugiasluoksnis ir grotelinis. Tinklelis naudojamas dviem vakuuminio apvalkalo sluoksniams palaikyti. Marso atmosferoje vidutinė molekulinė masė ir temperatūra yra didesnė nei kitose Saulės sistemos planetose.
Dėl to vakuuminis Marso dirižablis teoriškai gali gabenti dvigubai daugiau naudingosios apkrovos nei to paties dydžio helis ar vandenilis, tačiau jis palankiai lyginamas su roveriu tuo, kad neįstrigs smėlyje.
Jei vakuuminiame dirižablyje nėra slėgio, jį galima pataisyti ir vėl išsiurbti orą, tuo tarpu įprastas dirižablis negali grąžinti helio ar vandenilio. Kadangi vakuuminis dirižablis pakilimui nenaudoja dujų, jis gali atlikti beveik begalę kompensacinių manevrų, kad sureguliuotų ar stabilizuotų aukštį, reaguodamas į aplinkos temperatūros pokyčius.
Vakuuminis blimpas taip pat gali naudoti savo standų apvalkalą, kad apsaugotų instrumentus nuo saulės spindulių ir didelės energijos dalelių, ir gali pritaikyti saulės baterijas. Belieka rasti tokias medžiagas ir konstrukcijas, kurios būtų pakankamai lengvos ir tvirtos, kad atlaikytų išorinį slėgį …
Greičiausias laivas
Johnas Brophy iš NASA reaktyvinių variklių laboratorijos pasiūlė naują būdą skristi į Saulės sistemos pakraštį. Plutoną savo laive galima pasiekti per 3,6 metų,
o per 12 metų įveikiamas 500 astronominių vienetų atstumas.
Per vienerius metus taip pat bus galima pristatyti 80 tonų naudingąjį krovinį į Jupiterio orbitą, o tai atveria galimybę vykdyti pilotuojamas misijas milžiniškoms planetoms.
Naujoji architektūra apima 10 km skersmens ir 100 MW galios lazerinių spinduolių, kurie pagreitina aparatą, sukūrimą; fotoelementų masyvo buvimas pačiame erdvėlaivyje, efektyviai fiksuojantis perduotą energiją, tiksliai sureguliuojant lazerio dažnius ir generuojant 12 kV įtampą; galiausiai, joninis variklis, kurio savitasis impulsas yra 58 tūkstančiai, galia 70 MW (pasirodo, šviesos konversijos efektyvumas yra 70%), kuriame kaip darbinė terpė naudojamas ličio, o ne labiau pažįstamas ksenonas.
Liitis laikomas kieta dalimi, lengvai jonizuojamas, pašalina inertinių dujų nuotėkį iš variklio ir eroziją, o tai užtikrina labai ilgą raketinio variklio tarnavimo laiką.
Greitam erdvėlaiviui svarbu turėti mažą masę, turintį didelę specifinę variklio trauką. Pašalinus iš laivo maitinimo šaltinį ir didžiąją dalį energijos keitimo aparatūros, visa tai pakeitus šviesos elementų matrica, galima pasiekti 0,25 kg / kW santykį. Palyginimui: šiuolaikinė automatinė stotis „Dawn“, užsiimanti Vakarų asteroido ir nykštukinės planetos Ceres tyrimais, turi atitinkamai 300 kg / kW ir 3000 s specifinį impulsą.
Ateityje visa tai leidžia galvoti apie tarpžvaigždines keliones.
Apsilankymas pragare
Robertas Youngquistas iš NASA Kennedy kosminio centro pasiūlė naują aukštos temperatūros dangą, kuri atspindės iki 99,9% saulės spindulių, 80 kartų geriau nei dabartiniai kolegos. Tai bus pasiekta naudojant žemos temperatūros dangą, kuri šiuo metu kuriama su finansine NIAC parama.
Tikimasi, kad naudojant kompiuterinį modeliavimą padidės atšvaito efektyvumas, apskaičiuojamas jo veikimas ir bus gautas veikiantis prototipas, kuris bus išsiųstas išbandyti partneriams iš Johns Hopkins universiteto Taikomosios fizikos laboratorijos. Modeliavimo ir bandymų rezultatai bus naudojami kuriant misiją į Saulę, kurios metu prietaisas turės priartėti prie žvaigždės paviršiaus vieno saulės spindulio atstumu.
- didesne tvarka arčiau nei „Solar Probe Plus“, kurią planuojama paleisti 2018 m. rugpjūtį. Be to, kad bus viršytas dar vienas rekordas, šis projektas padarys didelę pažangą sprendžiant šiluminės apsaugos problemas ir pagerins šilumos valdymą būsimų misijų į Merkurijų metu.
Maksimas Borisovas