Kosmosetehnoloogia osas võib tunduda, et pärast Kuu maandumist neli aastakümmet pole midagi märkimisväärset juhtunud. Kuid kui soovite ette kujutada, kuidas kosmoseuuringud järgmistel aastakümnetel arenevad, peate lihtsalt tähelepanu pöörama NASA vähetuntud uuenduslike tulevikku suunatud kontseptsioonide programmile (NIAC). Selles töötavad spetsialistid uurivad arenenud ideede rahastamise küsimust, mis võiks USA kosmoseagentuuri teatel avada uusi võimalusi päikesesüsteemi uurimiseks.
"NIAC missioon on anda võimalus julgetele ja ebatavalistele projektidele, mida peetakse liiga riskantseks," ütleb NIAC programmijuht dr Jay Katker. Alates 2011. aastast on programm eraldanud igal aastal märkimisväärseid summasid projektidele, mis võivad viia märkimisväärse tehnoloogia arenguni. Piiranguid on väga vähe. Rahastatud ideed hõlmavad paljusid valdkondi, alates arenenud robotsüsteemidest kuni keerukate insenerilahendusteni, mida on vaja inimeste Marsile saatmiseks. "Saame igal aastal sadu taotlusi ja iga kord on hämmastavaid ideid, millele keegi pole varem mõelnud," ütleb Volker.
Oleme valinud kümme projekti, mis on hiljuti saanud NIAC toetustena rohelise tule. Võib kuluda palju aastaid, enne kui nad end kosmoses näitavad, kuid nad on siiski väärt tutvumist. Need on esitatud meie reitingute kasvavas järjekorras …
Vedruga koormatud rover
Raketid, langevarjud ja õhkpadjad võimaldasid mitmetel roveritel Marsile maanduda. Kuid järgmise põlvkonna planeediukeroboteid võiks teha täiesti erinevat tehnoloogiat kasutades. Dr Vytas SunSpiral ja kolleegid NASA-st kaaluvad Saturni Kuu Titanile roboti saatmist, mis koosneb täielikult vardadest, mida hoiavad kokku venitatud kaablid. Niisugune teadusliku varustusega „pingeline” konstruktsioon ei vaja langevarju ega turvapatja. "Konstruktsioon ise on piisavalt paindlik, et absorbeerida maandumisel löögienergiat ja kaitsta kasulikku koormust," selgitab Sunspiral. Ja see pakub ka liikuvust. „Pärast maandumist saab ta kaableid lühendades ja pikendades liikuda ümber planeedi uurimise.
Talvituvad astronaudid
Reklaamvideo:
Astronautide talvitumise ideed laiendatud planeetidevaheliste missioonide ajal on ulmes pidevalt kasutatud. Alates 2001. aasta Kosmose Odüsseiast kuni Avatarini on keerukatest elutoesüsteemidest kujunemas tuleviku kõrgelt arenenud kosmosetehnoloogiate nähtav pilt. Kuid ka praegu, kui Marsi peetakse tulevase pioneeritegevuse kohaks, tegelevad mõned juba teaduse talveunerežiimi idee tegelikkuses kasutamisega. Selle paljutõotava tehnoloogia uurimiseks rahastust saanud USA ettevõtte SpaceWorks Engineering president dr John E Bradford selgitab: „Lühidalt, me tahame panna Marsile mineva meeskonna kuue kuni üheksa kuuga sügavasse magama - nii kaua lend Maa ja Marsi vahel kestab."
"Sügava une" tehnikat, mida SpaceWorksi meeskond uurib, tuntakse hüpotermilise teraapiana. "Seda kasutatakse regulaarselt raskete vigastuste raviks," ütleb Bradford. "Sellise talveunerežiimi esilekutsumiseks on vaja alandada südamiku kehatemperatuuri 3–5 ° C ja kasutusele võtta õrn rahusti.“See erineb väga palju astronautide külmutamisprotsessist, mida näidatakse filmides, rõhutab Bradford. „Me ei tegele külmsäilitamisega ega ürita kõiki molekulaarprotsesse peatada. Meie eesmärk on suuta hoida meeskond missiooni teatud osa ajal piiratud ruumis passiivsena."
Astronautide elus hoidmiseks uurib meeskond selle tehnoloogia meditsiinilisi rakendusi. „Patsiente söödetakse ja jootakse intravenoosselt vesilahuste abil. Seda meetodit nimetatakse kogu parenteraalseks toitumiseks ja seda kasutatakse regulaarselt inimese olemasolu säilitamiseks pika aja jooksul vähihaigete ravis,”ütleb Bradford.
Pikendatud kosmosereisi ajal meeskonna magamajäämisel on mitmeid eeliseid, ütles Bradford: „Kui meeskond on sellises olekus, saab elamispinna mahtu märkimisväärselt vähendada. Lõppkokkuvõttes vähendab see käivitatava kosmoselaeva kogumassi. Asustatav ruum on väga väike moodul, mis on mõeldud neljale või kuuele meeskonnaliikmele, millest igaüks asub oma talveune kambris. Kui meeskond on ärkvel, vajavad nad elamiseks ruumi, kus nad saaksid süüa teha, süüa teha, hügieeni ja liikumist teha, magada, lõbutseda ja uurimistöid teha."
See võib olla kasulik ka astronautide heaolule. "Marsil toimuva ekspeditsiooni korral on väike inimeste trupp piiratud pika aja jooksul väga väikeses ruumis suure stressi all ja ilma võimaluseta lendu probleemide korral katkestada," selgitab Bradford. "Paljusid raskusi leevendatakse, kui meeskond magab magama suureneva stressi ja võib-olla igavuse ajal."
Selle tehnoloogia kosmoses rakendamiseks on siiski vaja palju uuringuid. "Lõppkokkuvõttes arvan, et sellest saab planeetidevahelise reisimise peamine viis," ütleb Bradford. - Kujutage vaid ette, et hakkate magama ja ärkate juba 6 kuu pärast Marsil. Ei ole nii halb!"
Ruumiline 3D-printimine
Esimesed astronaudid, kes uurivad Marsi, seisavad silmitsi ohtudega. Lisaks kosmose ja kogu planeedi enda kiirgusele peavad nad elama kauges eelpostis ilma vajaduseta operatiivvarustust saama. Kui kosmoselaeva oluline osa pinnal puruneb, ei ole kellelgi tagavara tarnida. Lahenduseks võiks olla NIAC Thrifty Air Biomaterials projekt. Selles uuritakse, kuidas saab elusrakke kasutada koos 3D-printimisega, et luua kosmoseaparaatide osi, ehitusmaterjale ja võimalik, et isegi inimkudesid.
Lame telik
NASA 2012. aastal NSA Curiosity Marsi teaduslabori keeruka maandumisprotseduuri ettevalmistamiseks kulus aastaid planeerimist ja tipptasemel tehnikat. Missiooni edu sõltus maandumissüsteemide veatust toimimisest. Täna toob Curiosity meile ainulaadseid pilte ühest Punase Planeedi teaduslikult kõige huvitavamast kohast. Kuid päikesesüsteemi paljude huvitavate nurkade uurimiseks on palju lihtsam viis. 2D Planetary Landeri projekt uurib tehnoloogiaid, mis on vajalikud mitmesuguste vahvlikõrade moodustamiseks, mida saab hajutada planeedil, satelliidil või asteroidil. Iga selline, vaid mõne millimeetri paksune seade katab umbes ruutmeetri pindala; sellel on päikesepaneel, sideelektroonika,samuti kiirguse, tuule ja temperatuuri andurid.
Lisaks saate sellele installida peent teadusinstrumente, et uurida lähiümbrust. Ühe lennuga saab sihtpunkti saata kuni 50 sellist seadet. Kui käivitatakse mitu 2D taassisenevat sõidukit, ei pruugi maanduda edukalt. See on vastuvõetav, selgitas projekti juht dr Hamid Hemmati. „See võimaldab maandumist ka kõrge riskiga piirkondades, millel on siiski suur geoloogiline huvi.
Röövretke aparaat
Roversid ja kosmosesõidukid, mis tiirlevad tiiru ümber, on head päikesesüsteemi uurimiseks ja kaugetest maailmadest pärit mullaproovide toimetamiseks. Vahepeal ei ole proovide Maale toimetamine lihtne. Isegi kui sondi oleks olnud võimalik ilma probleemideta käivitada, on sellel pikk tee eesmärgini, riskantne maandumine, õhkutõus ja tagasipöördumine läbi Maa atmosfääri. Küsige NASA Genesise meeskonnalt, mis tunne see on. Seade kogus edukalt päikesetuule proove kosmoseteel, mille pikkus oli 32 miljonit km, ja kukkus selle lõpuks avamata langevarjude tõttu Utah 'kõrbes maa pinnale kiirusega 320 km / h.
Nüüd uurib Seattle'is (USA) Washingtoni ülikooli professor Robert Wingley juhitud grupp võimalust proovide võtmiseks kasutada pardalemineku tehnikaid. Idee on see, et asteroidist või satelliidist mööda lennates kukuvad kosmoseaparaadiga ühendatud penetrandid selle pinnale. "Asteroidide jaoks vajate hõõgniiti, mis on vaid mõni kilomeeter ja satelliitide jaoks võib-olla kümneid kilomeetreid," selgitab Wingley. Kui läbitungijad on pinnale löönud, korjavad nad aine kapslitesse proovide tagastamiseks. Seejärel tõmmatakse see kapsel nööri abil sondi ja saadetakse tagasi Maale. "See tehnika annab tohutu hüppe edasi päikesesüsteemi päritolu mõistmisel," sõnas Wingley.
Ehitusrobotid orbiidil
Teadlased on juba ammu maalinud pilte hiiglaslikest orbitaalstruktuuridest ja kosmoselaevadest, mille päikesesüsteemis hõljuvad tohutud päikesepaneelid. Selliste kolossaalsete struktuuride kosmosesse viimine maksab astronoomilist raha ja nagu nägime ISSi puhul, nõuab suurem osa paigaldamistöödest astronautide osalemist.
Dr Robert Hoyt ja Tethers Unlimitedi kolleegid uurivad praegu neid raskusi. Idee on käivitada orbiidil ise monteerimiseks võimelised struktuurid. Autorid nimetavad seda SpiderFabiks ("ämblik-meisterdaja"). "Me töötame välja protsessi, kus materjalid lastakse kosmosesse poolide või teibirullide kujul ja seejärel töödeldakse neid materjale vajalike struktuuride loomiseks," selgitab Hoyt. Kombineerides robootikat 3D-printimistehnoloogiaga, loodab grupp alustada kõige lihtsamate orbitaalkujundustega ja liikuda seejärel edasi järgmise põlvkonna kosmoselaevade elementide väljatöötamisse. "Päikesesüsteemi mehitatud lennud vajavad päikesesüsteemide massiivide, radiatsioonikilpide ja muude kriitiliste komponentide paigutamiseks tohutuid struktuure," ütles Hoyt."Võimalus käivitada kompaktsel kujul materjale, näiteks kiudpool või polümeermahuti, võimaldab meil kasutada väiksema suurusega ja väiksema maksumusega rakette."
Purjetaja Rover
Veenusel on halb maine ja seda ka teenitult. Väävelhappe vihmad, tohutu atmosfäärirõhk ja kuum pind, mille temperatuur on umbes +460 ° C, muudavad selle eriti kõlbmatuks. Viimane koht, kuhu soovite iseliikuva sõiduki saata. Planeediteadlased alles hakkavad seda tegema ja tahavad seda isegi purjega varustada. Jah, purjetades. NICA programmi raames uurivad NASA teadlased võimalust saata maismaal asuv purjelaev Päikeselt teisele planeedile. Arendajad väidavad, et seade võib kerge tuulega veereda Veenuse suhteliselt tasastel laava tasandikel. Kui kõik läheb nii nagu peab, võib Veenuse rover töötada umbes kuu, usuvad nad.
Päikesevalguse helkurid
Kui me kunagi tagasi Kuule naaseme, on üks meid huvitavatest kohtadest Shackletoni kraatri ümbrus. Kraatri sisemine osa on pidevalt varjus ja selle võlli valgustab päike peaaegu kogu aeg. Sees olev muld võiks sisaldada jääd, mida oleks vaja tulevase kuupõhja jaoks, ja šaht oleks ideaalne koht päikesepaneelide paigutamiseks. Pimeduse tõttu on aga keeruline uurida Shackletoni kraatri ja sarnaste moodustiste sügavusi teistel taevakehadel. Projekt Transformerid ekstreemkeskkondadeks soovitab seda muuta kergete autonoomsete sõidukitega, mis suudavad päikesevalgust pimedusse peegeldada. Origami-sarnast kujundust saab kasutada kraatri põhja valgustamiseks, pinna soojendamiseks ja suhtlemiseks.
Allveelaeva robotid
Jupiteri kuu pinna all peidetud Europa on tohutu vedela veega ookean. See on astrobioloogi unistus. Mida saab selle uurimiseks ära teha, tehakse praegu kindlaks NIAC projekti kaudu, mida juhib Virginia Polütehnilise Ülikooli (USA) dr Leigh McCue.
Grupi plaani kohaselt tuleks Europa pinnale saata kolm laskumissõidukit. Igaüks neist varustatakse krüobotiga, mis sulatab teed läbi jääkoori, kuni leiab end subglacial ookeanist. Seejärel vabastavad kolm krüoboti purilennukid, mis on võimelised liikuma läbi vee, uurides põhjalikult ookeani. "Europa ookean on Päikesesüsteemi kõige tõenäolisem koht, kus maakeraväline elu võib leida," sõnas McKew. - see inspireerib mind väga; jää uurimine Euroopas võib muuta seda, kuidas me elu üle mõtleme."
