Venuksen tehtävät? Tähtienväliset anturit? Tässä on 18 Wild Space Tech -ideaa, joita NASA etsii

(Kuva: NASA)

Kuun jääkaivos, älykkäät avaruuspuvut, 'aurinkosurffaus' -alukset ja edistyneet eksoplaneettojen etsijät ovat muutamia alkuvaiheen avaruusteknologioista, joiden tutkimusta NASA on päättänyt rahoittaa tänä vuonna.



Läpi NASAn innovatiiviset edistyneet konseptit (NIAC) -ohjelmassa virasto on tarjonnut varoja 18 hanke -ehdotukselle. Hankkeiden tarkoituksena on suunnitella ja testata teknologiakonsepteja mahdollisia tulevia NASA -tehtäviä varten.

'' NIAC -ohjelmamme vaalii visionäärisiä ideoita, jotka voisivat muuttaa tulevia NASAn tehtäviä investoimalla mullistavaan tekniikkaan '', NASA: n avaruusteknologiaoperaation apulaispäällikkö Jim Reuter, sanoi lausunnossaan . 'Odotamme Amerikan innovaattoreilta, että ne auttavat meitä ylittämään avaruustutkimuksen rajoja uuden tekniikan avulla.'

Ohjelma sisältää ensimmäisen ja toisen vaiheen palkintoja. Vaiheen I voittajat saavat noin 125 000 dollaria yhdeksän kuukauden aikana konseptiensa ensimmäisestä vahvistamisesta. Jos vaiheen I voittajat onnistuvat, he voivat hakea vaiheen II palkintoja, joiden aikana he voivat tarkentaa suunnitelmiaan lisärahoituksella. Tänä kesänä NIAC valitsee myös yhden idean vaiheen III tutkimukseen lausunnon mukaan.



Seuraavat 18 hanketta on valittu joko vaiheen I tai vaiheen II palkintoihin.

EdellinenSivu 1/19Seuraava EdellinenSivu 1/19Seuraava Venukseen tutustuminen(Kuva: Javid Bayandor/New Yorkin osavaltion yliopisto/NASA)

Venukseen tutustuminen

Bio-inspiroitu Ray for Extreme Environments and Zonal Exploration (BREEZE) on suunniteltu tutkimaan Venuksen tunnelma tarkemmin. Suunnittelussa, jossa yhdistyvät puhallettavat rakenteet ja biohenkinen kinematiikka, tutkijat ovat luoneet mallin tehokkaalle flyerille, joka voi havaita Venuksen pilvien alla.

Suunnittelu lisää lentotehokkuutta kiristyskaapeleilla, jotka auttavat ohjaamaan lentolehden nousua ja laskua. BREEZE varustetaan myös aurinkopaneeleilla, jotta se voi ladata lennon aikana. Venuksen kartoituksen lisäksi BREEZE voidaan soveltaa muihin taivaankappaleisiin, joilla on tiheä tunnelma, kuten Titan tai jopa Maa.

EdellinenSivu 2/19Seuraava EdellinenSivu 2/19Seuraava Venuksen pintatehtävät(Kuva: Erik Brandon/JPL/NASA)

Venuksen pintatehtävät



Venus-laskeutumiskonsepti koostuu kahden ajoneuvon arkkitehtuurista, joka auttaa polttoainetta pitkäkestoiset pintatehtävät . Tämä käsite sisältää kelluvan avaruusaluksen, joka kerää energiaa Venuksen ilmakehästä ja 'säteilee' sen energian planeetan pinnalla olevalle laskeutumislaitteelle.

Tämä konsepti perustuu tehonsäteilyyn, joka tunnetaan myös nimellä langaton energiansiirto. Tämä tekniikka auttaisi laajentamaan tehtäviä Venuksen pinnalle toimittamalla laskeutumiseen jatkuvaa energialähdettä.

EdellinenSivu 3/19Seuraava EdellinenSivu 3/19Seuraava SmartSuit(Kuvan luotto: Ana Diaz Artiles/Texas A&M Engineering Experiment Station/NASA)

SmartSuit

Texasin A&M -yliopiston insinöörit ovat kehittäneet mallin uudentyyppiselle avaruuspuvulle, jonka he ovat kopioineet SmartSuit . Tämä uusi avaruuspuvun muotoilu parantaa liikettä ja kätevyyttä ekstraverakulaariseen toimintaan Marsilla ja muilla planeettaympäristöillä.



SmartSuit on kaasupaineistettu ja sisältää pehmeää robotiikkatekniikkaa, joka tarjoaa astronauteille enemmän liikkuvuutta ja helpompaa vuorovaikutusta ympäristön kanssa. Lisäksi SmartSuitissa on antureita ja venyvä, itsestään parantava iho, joka toimii näyttönä ja antaa käyttäjälle visuaalista palautetta ympäristöstään.

EdellinenSivu 4/19Seuraava EdellinenSivu 4/19Seuraava Exoplanet -tunnistus(Kuva: Tom Ditto, 3DeWitt LLC/NASA)

Exoplanet -tunnistus

DUET (Dual Use Exoplanet Telescope) on suunniteltu parantamaan eksoplaneettojen havaitsemista neljä kertaa keräysalueella ja kaksinkertaisella halkaisijalla suurimpien suunniteltujen maanpäällisten kaukoputkien suhteen. Lisäksi DUET pystyy havaitsemaan eksoplaneettoja epäsuorasti käyttämällä säteittäistä nopeutta ja astrometriatekniikoita, jotka perustuvat tähtien heilumisen havaitsemiseen, kun planeetat kiertävät sitä, sekä suoraan mittaamalla tähdestä vapautuvan valon aallonpituudet, NASAn virkamiehet sanoivat.

DUET pystyy havaitsemaan eksoplaneettoja suoraan käyttämällä planeetan ja sen kantatähden eri aallonpituuksia niiden välisten etäisyyksien funktiona.

'Tämä on mahdollista käyttämällä kaksoisdispersiotekniikkaa, jonka [Isaac] Newton tutki ensin kuuluisassa prismakokeessaan.' NASAn projektikuvaus . 'Tässä teleskoopissa aallonpituus on verrannollinen eksoplaneetan etäisyyteen sen tähdestä.'

EdellinenSivu 5/19Seuraava EdellinenSivu 5/19Seuraava Ilmakehän tunnistavat mikroprobit(Kuva: Yu Gu/Länsi -Virginian yliopisto/NASA)

Ilmakehän tunnistavat mikroprobit

Länsi -Virginian yliopiston tutkijat ovat ehdottaneet mikrobeja käyttämällä planeettojen ilmakehää. Pieni hyötykuormakappale roikkuu noin 200 metriä pitkässä (660 jalkaa) silmukassa, joka tarjoaa ilmakehän vastusta ja sähköstaattisia nostoja. Mikroprosesseissa on myös kaksi sähköpuomia, jotka havaitsevat sähkövarauksen ilmakehässä ja keräävät pienen määrän sähköä anturin virransyöttöön NASAn mukaan.

Kerätty sähkö varastoidaan hyötykuormakoteloon, joka on myös varustettu muuntamislaitteella, toimilaitteella merkkijonosilmukan staattisen sähkövarauksen täydentämiseksi ja säätämiseksi, integroidulla mikroprosessorilla, radiolla ja antureilla.

EdellinenSivu 6/19Seuraava EdellinenSivu 6/19Seuraava Syväavaruustutkimus(Kuva: Troy Howe/Howe Industries/NASA)

Syväavaruustutkimus

Swarm-Probe Enabling ATEG Reactor (SPEAR) on suunniteltu olemaan kevyt, kustannustehokas ydinvoima-sähkökäyttöinen avaruusalus. Se käyttää reaktorin moderaattoria ja kehittyneitä lämpösähköisiä generaattoreita (ATEG) vähentämään huomattavasti ytimen kokonaismassaa.

Vähentämällä reaktorin massaa tähtitieteilijät toivovat voivansa aloittaa tehtäviä syvemmälle avaruuteen. Yksi kiinnostava alue on Jupiterin kuu Euroopassa , joka voi sisältää jälkiä maapallon ulkopuolisesta elämästä syvän jääkuorensa alla. Europan maanalainen vesi purskahtaa toisinaan kuoren läpi ja avaruuteen muodostaen suuren vesihöyryn. SPEAR -tekniikan avulla tähtitieteilijät voisivat käyttää pienempiä avaruusaluksia lentämään näiden aaltojen läpi ja etsimään todisteita elämästä.

EdellinenSivu 7/19Seuraava EdellinenSivu 7/19Seuraava Rip-cord-sähköjärjestelmä(Kuva: Noam Izenberg, Johns Hopkins University/NASA)

Rip-cord-sähköjärjestelmä

Koettimen laskeutuminen planeetan pinnalle voi olla vaikeaa. Aurinkovoimaa ei ole aina saatavilla, ja vaihtoehtoiset virtalähteet voivat olla kalliita, riskialttiita tai liian monimutkaisia. Sen sijaan Ripcord Innovative Power System (RIPS) käyttää rip-johtoa irrottavaa voimansiirtojärjestelmää laskeakseen koettimet planeettoille, joilla on tiheä ilmakehä.

'' Unspooling -voimajärjestelmät hyödyntävät tiheää ilmakehää, käyttävät vetovoimia tai kelluvia voimia sähköenergian tuottamiseen, ja joissakin tehtäväprofiileissa niillä on merkittäviä nettoetuja massaan, hintaan, tehoon, kokonaisenergiaan ja monimutkaisuuteen verrattuna tavanomaisiin lähteisiin '', NASAn projektikuvaus .

EdellinenSivu 8/19Seuraava EdellinenSivu 8/19Seuraava Tähtienvälinen luotain(Kuva: Geoffrey Landis/NASAn Glenn Research Center/NASA)

Tähtienvälinen luotain

Tähtitieteilijät NASAn Glenn -tutkimuskeskuksesta Ohiossa haluavat lentää ultraminiature -koettimia läheiselle eksoplaneetalle. Tämän tyyppisen uuden koettimen odotetaan painavan vain muutaman milligramman, joten sillä on paljon vähemmän massaa kuin millään nykyisellä sähköjärjestelmällä. Koetin kerää '' valtaa avaruusaluksen liikkeestä sen kulkiessa kohdejärjestelmän ympäristön läpi ''. NASA -hanke -ehdotus .

EdellinenSivu 9/19Seuraava EdellinenSivu 9/19Seuraava Kaivostoiminta kuussa(Kuva: Joel Serce/TransAstra Corporation/NASA)

Kaivostoiminta kuussa

Kanssa Lunar Polar Gas-Dynamic Mining Outpost (LGMO), tutkijat aikovat louhia kuun napajäätä ponneaineiden tuotantoa varten ja puolestaan ​​alentaa ihmiskunnan tutkimisen ja kuun teollistumisen kustannuksia.

Projektin tiimi on tunnistanut useita suuria laskeutumisalueita lähellä kuun napaisia ​​kraattereita. Nämä kraatterit ovat ikiroudan peitossa ja pimeyden varjossa, mutta ympäröivillä alueilla on ikuista auringonvaloa, joka voidaan kerätä aurinkopaneeleilla. Tätä energiaa voitaisiin sitten käyttää lähes jatkuvan tehon tuottamiseen kuun jään louhintaan.

LGMO sisältää myös säteilevän kaasun dynaamisen (RGD) louhinnan. Mekaanisen kaivamisen ja louhinnan sijaan RGD -kaivostoiminta pystyy poimia resursseja kuun maaperästä, nimeltään regolith kuumentamalla ikiroudan pintaa. Pitkäkestoiset RGD-tekniikalla varustetut sähkökäyttöiset rovers keräävät vettä ja varastoivat sen ennen paluuta tukikohtaan.

EdellinenSivu 10/19Seuraava EdellinenSivu 10/19Seuraava Avaruusjätteiden poistaminen(Kuva: John Slough/MSNW LLC/NASA)

Avaruusjätteiden poistaminen

Crosscutting High Apogee Refueling Orbital Navigator (CHARON) -konsepti pyrkii poista avaruusjätteet käyttämällä aktiivista roskien poistoa (ADR).

ADR -järjestelmään kuuluu joidenkin suurimpien roskakohteiden sijoittaminen uudelleen rappeutuville kiertoradoille, kiertoradille, joilla esineet ovat yhä lähempänä ilmakehän palamista, alle 25 vuoden ajan. Tämän saavuttamiseksi CHARON on korkean hyötysuhteen kiertorata-ajoneuvo, jota ruokkii matalan tiheyden typpi ja happi, jotka on kerätty matalalta maapallon kiertoradalta. Tämän hankkeen vaiheessa I keskitytään kiertoratalaskelmiin massiivisempien avaruusromujen paluuta varten, NASAn mukaan .

EdellinenSivu 11/19Seuraava EdellinenSivu 11/19Seuraava Lämpökaivostoiminta(Kuva: George Sowers/Colorado School of Mines/NASA)

Lämpökaivostoiminta

Colorado School of Minesin tutkijat ovat kehittäneet tekniikan jäätelön lämpölouhintaan aurinkokunnan kylmissä kappaleissa. Toisin kuin muita uuttotekniikoita , lämpökaivos käyttää uudelleenohjattua auringonvaloa suoraan jäätyneiden pintojen lämmittämiseen tai käyttää porareikien johtavia tankoja tai lämmittimiä lämmittämään pinnan alla. Tämä tekniikka mahdollistaa polttoaineen valmistukseen tarvittavien resurssien talteenoton ilman louhinnan kustannuksia, massaa ja monimutkaisuutta. Tiimi arvioi koko aurinkokunnan paikkoja, joissa lämpökaivostoiminta saattaa olla sovellettavissa.

EdellinenSivu 12/19Seuraava EdellinenSivu 12/19Seuraava Pieni korko(Kuva: Robert Staehle/JPL/NASA)

Pieni korko

Cubesatin innoittamana NASAn Jet Propulsion Laboratoryn tutkijat ovat ehdottaneet suunnitelmia vielä pienemmälle edulliselle laitteelle, jota voitaisiin käyttää aurinkokunnan rajojen tutkimiseen. Tiimi on ehdottanut instrumentin lähettämistä heliopauseen, joka on auringon aurinkotuulen ulottuvuus. Siellä anturi auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin auringon tuulen etenemistä.

EdellinenSivu 13/19Seuraava EdellinenSivu 13/19Seuraava Kehittynyt tähtitieteellinen kaukoputki(Kuva: Tom Ditto/3DeWitt/NASA)

Kehittynyt tähtitieteellinen kaukoputki

Verrattuna mihin tahansa aiempaan tähtitieteelliseen kaukoputkeen, The High Étendue Multiple Object Spectrographic Telescope (THE MOST) -teleskoopilla on kehittyneempiä ominaisuuksia aukon, keräilyalueen, näkökentän ja spektrografisen suorituskyvyn suhteen. Se olisi myös kompakti ja edullinen. Lisäksi THE MOST soveltuu hyvin avaruuden käyttöönottoon, koska siinä on tasainen kalvopinta, joka vaatii minimaalisen massan, ja kestää paremmin pintavirheitä kuin peilit. MOST on ansainnut vaiheen II nimityksen, joten tiimit voivat aloittaa laboratoriomallin rakentamisen ja testaamisen.

EdellinenSivu 14/19Seuraava EdellinenSivu 14/19Seuraava Rotary-Motion-Extended Array Synthesis (R-MXAS)(Kuva: John Kendra / Leidos Inc./NASA)

Rotary-Motion-Extended Array Synthesis (R-MXAS)

The Rotary-Motion-Extended Array Synthesis (R-MXAS) tarjoaa innovatiivisen ilmailuarkkitehtuurin synteettisen aukon kuvantamisradiometrille, jota voidaan käyttää maan korkean resoluution havainnointiin. Käyttämällä yksiulotteista antenniryhmää jäykällä kiinnikkeellä, joka on sijoitettu horisontin suuntaisesti, ja yhtä tai useampaa lisäkiinnitettyä antennia, jotka pyörivät suorassa kulmassa 1D-ryhmään nähden, R-MXAS tarjoaa pienemmät koon, painon ja tehon tarpeet kuin nykyiset menetelmiä, NASA sanoi.

EdellinenSivu 15/19Seuraava EdellinenSivu 15/19Seuraava Itseohjattu säteilyvoima(Kuva: Chris Limbach/Texas A&M Engineering Experiment Station/NASA)

Itseohjattu säteilyvoima

Yhdistämällä neutraalin hiukkaskeilan lasersäteeseen Texas A&M Engineering Experiment Stationin tutkijat ovat kehittäneet uuden käyttövoimajärjestelmän pitkän matkan tehtäviin, kuten Kuiperin vyöhykkeeseen, Oort Cloudiin tai lähellä oleviin tähtijärjestelmiin.

Joukkueen säteilevä käyttövoima -arkkitehtuuri mahdollistaisi tähtienvälisten tehtävien kulkea lähes 10% valon nopeudella. Hanke on valittu NIAC: n vaiheeseen II. Tässä vaiheessa tiimi kehittää edelleen malliaan ja analysoi vauhdin siirtomekanismien toteutettavuutta ja suunnittelua avaruusaluksen työntövoiman tuottamiseksi NASAn mukaan.

EdellinenSivu 16/19Seuraava EdellinenSivu 16/19Seuraava Auringon neutrinoilmaisin(Kuva: Nickolas Solomey/Wichita State University/NASA)

Auringon neutrinoilmaisin

Tämän pienen kanssa neutrinoilmaisin , tutkijat pyrkivät mittaamaan neutriinoja ollessaan lähellä auringon kiertoradalla. Kansasin Wichitan osavaltion yliopiston tutkijat ovat kehittäneet prototyypin, joka tarjoaa edistyneen mittaustekniikan ja ilmaisintekniikan.

Auringon neutriinot syntyvät ydinreaktioista, jotka tuottavat aurinkoa. Uusi ilmaisimen prototyyppi on pieni ja varustettu asianmukaisella suojauksella, jolla laite voi kerätä tietoja lähellä auringon kiertoradalla.

EdellinenSivu 17/19Seuraava EdellinenSivu 17/19Seuraava Hajaavat kevyet purjeet(Kuva: Grover Swartzlander/Rochester Institute of Technology/NASA)

Hajaavat kevyet purjeet

Vaiheen II hankkeisiin kuuluu myös diffraktiivisten kevyiden purjeiden työ aurinkopurjeet , jotka vetävät auringonvalolta voimaa avaruusalusten kuljettamiseen. Toisin kuin tavallinen aurinkoenergiatekniikka, aurinkopurjeet eivät tuota sähköä. Sen sijaan he saavat vauhtia suoraan heihin osuvasta valosta muuttamalla sen suuntaa. Uusi muotoilu ohjaa valon diffraktion sijaan aiemmissa malleissa käytetyn heijastuksen sijaan. Tämä tarkoittaa diffraktiiviset kevyet purjeet ovat paljon kevyempiä ja pystyvät kiihtymään nopeammin NASAn mukaan.

EdellinenSivu 18/19Seuraava EdellinenSivu 18/19Seuraava Aurinkosurffaus(Kuva: Doug Willard/NASAn Kennedyn avaruuskeskus/NASA)

Aurinkosurffaus

Aurinkosurffaukseen liittyy avaamaton avaruusalus, joka menisi syvälle auringon korona tai ulkoilmaan. Suunnittelu vaatii erittäin heijastavan pinnoitteen ohuen aurinkosuojan päälle ja toissijaisen hopeoidun heijastavan kartion kilven ja avaruusaluksen väliin sekundäärisen infrapunasäteilyn hajottamiseksi. Tällä suunnittelulla luotain voisi olla 1 auringon säteellä (432 000 mailia eli 695 000 kilometriä) auringosta, mikä on kahdeksan kertaa lähempänä kuin Parker Solar Probe lähestyy tähtiä, NASAn mukaan .

Seuraa Samantha Mathewsonia @Sam_Ashley13 . Seuraa meitä Twitterissä @Spacedotcom ja päälle Facebook .

EdellinenSivu 19/19Seuraava EdellinenSivu 19/19Seuraava Samantha Mathewson Samantha Mathewson liittyi demokratija.euiin harjoittelijana kesällä 2016. Hän sai B.A. journalismin ja ympäristötieteen alalta New Havenin yliopistossa Connecticutissa. Aiemmin hänen työnsä on julkaistu Nature World News -lehdessä. Kun Samantha ei kirjoita tai lue tieteestä, hän matkustaa mielellään uusiin paikkoihin ja ottaa valokuvia! Voit seurata häntä Twitterissä @Sam_Ashley13.