Що се отнася до космическите технологии, може да изглежда, че нищо значимо не се е случило от кацането на Луната преди четири десетилетия. Но ако искате да си представите как ще се развива космическото проучване през следващите десетилетия, просто трябва да обърнете внимание на малко известната програма на НАСА за иновативни перспективни концепции (NIAC). Специалистите, наети в него, изучават въпроса за финансирането на модерни идеи, което според американската космическа агенция би могло да отвори нови възможности за изследване на Слънчевата система.
„Работата на NIAC е да даде шанс на смели и необичайни проекти, които се считат за твърде рисковани“, казва ръководителят на програмата NIAC д-р Джей Каткер. От 2011 г. програмата ежегодно отделя значителни средства за проекти, които биха могли да доведат до значителен технологичен напредък. Има много малко ограничения. Финансираните идеи обхващат много области, от модерни роботизирани системи до модерни инженерни решения, необходими за изпращане на хората на Марс. „Ние получаваме стотици приложения всяка година и всеки път има невероятни идеи, за които никой не е мислил преди“, казва Волкер.
Подбрахме 10 проекта, които наскоро получиха зелена светлина под формата на безвъзмездни средства от NIAC. Може да минат много години, преди да се покажат в космоса, но все пак си струва да се запознаете. Те са представени във възходящ ред на нашите рейтинги …
Пролетно зареден роувър
Ракети, парашути и въздушни възглавници направиха възможно няколко гребци да кацат на Марс. Но следващото поколение роботи на планетни разузнавачи може да бъде направено с помощта на напълно различна технология. Д-р Vytas SunSpiral и колегите от НАСА обмислят да изпратят робот до лунния титан на Сатурн, който ще се състои изцяло от пръти, държани заедно от опънати кабели. Такава „напрегната“конструкция, оборудвана с научно оборудване, не изисква парашут или въздушна възглавница. „Самата структура е достатъчно гъвкава, за да абсорбира ударната енергия по време на кацане и да предпазва полезния товар“, обяснява Sunspiral. И също така осигурява мобилност. „След кацане, чрез скъсяване и удължаване на кабелите, тя може да се търкаля около изследване на планетата.
Зимуващите астронавти
Промоционално видео:
Идеята за хибернация на астронавтите по време на продължителни междупланетни мисии непрекъснато се използва в научната фантастика. От 2001 г. Space Odyssey до Avatar, сложните системи за поддържане на живота се превръщат в видим образ на високо напредналите космически технологии на бъдещето. Но дори и сега, когато Марс се счита за място на бъдещи пионерски дейности, някои вече работят върху използването на научнофантастичната идея за хибернация в реалност. Д-р Джон Е Брадфорд, президент на американската компания SpaceWorks Engineering, която е получила финансиране за изследване на тази обещаваща технология, обяснява: „Накратко, искаме да поставим екипажа, който отива на Марс, в дълбок сън за шест до девет месеца - толкова трае полетът между Земята и Марс."
Техниката "дълбок сън", която екипът на SpaceWorks изследва, е известна като хипотермична терапия. "Той редовно се използва за лечение на тежки наранявания", казва Брадфорд. "За да се предизвика това състояние на хибернация, е необходимо да се понижи телесната телесна температура с 3-5 ° C и да се въведе леко успокоително." Това е много различно от процеса на замразяване на астронавтите, който се показва във филми, подчертава Брадфорд. „Ние не се занимаваме с криоконсервация и не се опитваме да спрем всички молекулярни процеси. Нашата цел е да можем да поддържаме екипажа неактивен в затворено пространство по време на определена част от мисията."
За да поддържа астронавтите живи, екипът изучава медицинските приложения на тази технология. „Пациентите се хранят и поливат интравенозно с помощта на водни разтвори. Този метод се нарича изцяло парентерално хранене и редовно се използва за поддържане на човешкото съществуване за дълги периоди от време при лечението на пациенти с рак “, казва Брадфорд.
Брадфорд казва: „Ако екипажът е в това състояние, обемът на жизненото пространство може да бъде значително намален. Това в крайна сметка намалява общата маса на изстреляните космически кораби. Жилищното пространство ще бъде много малък модул, предназначен за четирима или шестима членове на екипажа, всеки от които е в собствена хибернационна камера. Когато екипажът е буден, те се нуждаят от пространство, в което да могат да готвят и да ядат, да правят хигиена и да спортуват, да спят, да се забавляват и да провеждат изследвания."
Той може да бъде от полза и за благосъстоянието на астронавтите. „При експедиция до Марс малка трупа хора ще бъде затворена в много малко пространство за продължителни периоди от време под силен стрес и без възможност да прекъсне полета в случай на проблеми“, обяснява Брадфорд. "Много трудности са облекчени, ако екипажът си ляга в период на нарастващ стрес и, вероятно, скука."
И все пак са необходими много изследвания, за да може тази технология да бъде приложима в космоса. „В крайна сметка мисля, че това ще се превърне в основния начин на междупланетни пътувания“, казва Брадфорд. - Само си представете, че ще спите и ще се събудите след 6 месеца вече на Марс. Не е зле!"
Космически 3-D печат
Първите астронавти, които изследват Марс, ще бъдат изправени пред опасности. Освен радиация в космоса и на самата планета, те ще трябва да живеят в далечен аванпост, без възможност за оперативни доставки, ако е необходимо. Ако жизненоважна част от космическия кораб се счупи, докато е на повърхността, няма да има кой да достави резерва. Проектът NIAC Thrifty Air Biomaterials може да бъде решение. Той изследва как живите клетки могат да бъдат използвани в комбинация с 3-D печат за създаване на части от космически кораби, строителни материали и вероятно дори човешка тъкан.
Плосък колесник
Бяха необходими години на планиране и авангардно инженерство, за да се подготви сложната процедура за кацане за научната лаборатория на НАСА Curiosity Mars през 2012 г. Успехът на мисията зависи от безупречната работа на системите за кацане. Днес Curiosity ни представя уникални изображения на едно от най-интересните за науката места на Червената планета. Но има много по-лесен начин да изследвате много по-интересни кътчета на Слънчевата система. Проектът за 2D планетарен ландър изследва технологиите, необходими за създаването на различни устройства с дебелина на вафли, които могат да бъдат разпръснати по планета, сателит или астероид. Всяко такова устройство с дебелина само няколко милиметра ще покрие площ от около квадратен метър; ще носи соларен панел, комуникационна електроника,както и сензори за радиация, вятър и температура.
В допълнение можете да инсталирате фини научни инструменти върху него, за да изучавате непосредствената среда. До 50 такива устройства могат да бъдат изпратени до целта в един полет. Когато стартират множество 2D автомобили за повторно пускане, е възможно тежестта да не кацне успешно. Това е приемливо, обяснява ръководителят на проекта д-р Хамид Хемати. „Освен това позволява кацане в райони с висок риск, които обаче представляват голям геоложки интерес.
Апарат за грабеж
Роувърите и орбиталните космически кораби са добри за изследване на слънчевата система и доставяне на почвени проби от далечни светове. Доставянето на проби до Земята междувременно не е лесно. Дори и да е било възможно да се пусне сондата без никакви проблеми, тя има дълъг път към целта, рисковано кацане, излитане и връщане през земната атмосфера. Попитайте екипа на NASA Genesis как се чувства. Устройството успешно събира проби от слънчев вятър по космически маршрут с дължина 32 милиона км, а в края се разби в земната повърхност със скорост 320 км / ч в пустинята Юта поради неотворени парашути.
Сега група, ръководена от професор Робърт Уингли от Университета на Вашингтон в Сиатъл (САЩ), проучва възможността да се използват техники за качване на проби за вземане на проби. Идеята е, минавайки покрай астероид или сателит, да изпускате на повърхността си пенетри, свързани с космическия кораб, с дълги нишки. „За астероидите ще ви е необходима нишка с дължина само няколко километра и може би десетки километри за спътници“, обяснява Уингли. След като проникващите удари повърхността, те взимат веществото в капсулата за връщане на проби. След това тази капсула се изтегля чрез връв към сондата и се изпраща обратно на Земята. "Тази техника ще осигури огромен скок напред в разбирането на произхода на Слънчевата система", каза Уингли.
Строителни роботи в орбита
Учените отдавна рисуват снимки на гигантски орбитални структури и космически кораби с огромни слънчеви панели, плаващи в Слънчевата система. Това коства астрономически пари за изстрелването на такива колосални структури в космоса и, както видяхме с МКС, по-голямата част от инсталационната работа изисква участието на астронавти.
Д-р Робърт Хойт и колегите му от Tethers Unlimited в момента изследват един начин за заобикаляне на тези трудности. Идеята е да се изстрелят структури, способни да се самосглобяват в орбита. Авторите го наричат SpiderFab („паяк-фабрикатор“). „Ние разработваме процес, при който материалите се изстрелват в космоса под формата на макари или ролки от лента и след това тези материали се обработват, за да създадат необходимите структури“, обяснява Хойт. Комбинирайки роботиката с технологията за 3D печат, групата се надява да започне с най-простите орбитални дизайни и след това да премине към разработването на елементи за космически кораби от ново поколение. "Пилотираните полети в Слънчевата система изискват огромни структури за разполагане на масиви от слънчеви масиви, радиационни екрани и други критични компоненти", каза Хойт.„Възможността за изстрелване на материали в компактна форма, като намотка от влакна или контейнер от полимер, ще ни позволи да използваме ракети с по-малък размер и цена.“
Ветроход
Венера има лоша репутация и това е заслужено. Дъждовете на сярна киселина, огромното атмосферно налягане и горещата повърхност с температура около +460 ° C го правят изключително негостоприемно. Последното място, на което искате да изпратите самоходно превозно средство. Планетарните учени обаче са на път да направят това и дори искат да го оборудват с платно. Да, с платно. Като част от програмата на NICA, учените от НАСА проучват възможността за изпращане на сухопътния ветроход на втора планета от Слънцето. Устройството може да се търкаля по сравнително плоските лавови равнини на Венера с лек бриз, казват разработчиците. Ако всичко върви както трябва, роувърът Венера може да работи около месец, смятат те.
Отражатели на слънчевата светлина
Ако някога се върнем на Луната, едно от местата, които ни интересуват, е районът около кратера на Шекълтън. Вътрешната част на кратера е постоянно скрита в сянка, а валът му е осветен от слънцето почти през цялото време. Почвата вътре може да съдържа лед, който ще е необходим за бъдеща лунна основа, а шахтата ще бъде идеално място за настаняване на слънчеви панели. Въпреки това, ще бъде трудно да се изследват дълбините на Кракъл Шекълтън и подобни образувания върху други небесни тела поради тъмнината. Проектът Transformers for Extreme Environment предлага да се промени това с леки автономни превозни средства, способни да отразяват слънчевата светлина надолу в тъмнината. Дизайнът, подобен на оригами, може да се използва за осветяване на дъното на кратер, за загряване на повърхност и за комуникация.
Подводни роботи
Скрита под повърхността на луната на Юпитер, Европа, е огромен океан с течна вода. Това е мечта на астробиолог. Какво може да се направи, за да се проучи в момента, се определя от проект на NIAC, ръководен от д-р Лий МакКу от Политехническия университет в Вирджиния (САЩ).
Според плана на групата три превозни средства за спускане трябва да бъдат изпратени на повърхността на Европа. Всеки от тях ще бъде снабден с криобот, който ще се стопи по ледената кора, докато се озове в подледничния океан. След това трите криобота ще пуснат планери, способни да се движат през водата, изследвайки подробно океана. „Океанът на Европа е най-вероятното място в Слънчевата система, където би могъл да бъде открит извънземен живот“, казва Маккев. - Вдъхновява ме много; изследването на лед в Европа може да промени начина, по който мислим за живота."