В начале апреля Американское космическое агентство сообщило, что в рамках программы NASA 2019 Innovative Advanced Concepts (NIAC), направленной на создание совершенно уникальных и необычных проектов для будущего освоения космоса, выделит порядка $ 10 млн. Всего NASA профинансирует разработку восемнадцати технологий, которые современному человеку могут показаться фантастическими.

Программа NIAC состоит из двух фаз. На первом этапе агентство вложит по $ 125 тыс на реализацию каждого из 12 проектов. В случае успеха, то есть если разработки окажутся работоспособными, проекты перейдут во второй этап, где присоединятся к уже выбранным ранее 6-ти стартапам. На этой стадии участники получат от $ 500 тыс на дальнейшее совершенствование своих технологий.

“Все проекты находятся на стадии концепции, потребуется как минимум десять лет, чтобы некоторые из них можно было претворить в жизнь”, — говорит Джим Рейтер, исполняющий обязанности младшего администратора Дирекции программы космических технологий NASA

Познакомимся с 12 проектами первого этапа:

Робот Bioinspired для экстремальных сред и зональных исследований (BREEZE)

Автор: Джавид Баяндор, Университет штата Нью-Йорк в Буффало.

В последнее время ученые исследуют поведение животных, птиц, чтобы на его основе создать механизмы, способные решать определенные задачи в нужных условиях и в нужное время.

BREEZE — одна из таких технологий, это роботизированная птица, которая должна будет “парить” в атмосфере Венеры на высоте от 50 до 60 км (перепады температуры на этом уровне составляют от +77°C до — 10°C). “Птица” будет работать на солнечной энергии и сможет изменять высоту за счет регулирования размеров своих “крыльев” с помощью специальных натяжных тросов.

По словам разработчиков, летающий робот BREEZE будет использовать мощные струйные потоки планеты, чтобы совершать облет Венеры за 4-6 дней: 2-3 дня он будет “заряжаться” на дневной стороне, после чего сможет исследовать ночную сторону. На борту робота могут разместиться такие научные инструменты, как масс-спектрометр для исследования вещества состава атмосферы Венеры, нефелометр для химического количественного анализа, инфракрасные камеры высокого разрешения, магнитометр и анемометр, а также датчики для измерения атмосферного давления, температуры и плотности.

Шар для зарядки наземных миссий на Венере

Автор: Эрик Брэндон, Лаборатория реактивного движения NASA, Пасадена, Калифорния.

Еще один проект, связанный с исследованием Венеры — это Power Beaming (PB), предназначенный для подзарядки энергией наземных миссий на Венере.

Так как атмосфера этой планеты очень плотная, толщина облачного слоя такова, что поверхности достигает лишь незначительная часть солнечного света, будущие венероходы будут испытывать проблему с подзарядкой, и исследователи ломают голову над тем, как можно эту задачу решить.

Ученый Эрик Брэндон предложил концепцию “атмосферной платформы” для обеспечения энергией техники, работающей на поверхности Венеры. Концепция представляет собой своего рода “воздушный шар” на солнечных батареях, оборудованный радиочастотным или микроволновым передатчиком, который будет находиться в верхних слоях атмосферы Венеры — в местах с достаточным количеством солнечного света для зарядки панелей.

Как только батареи будут заряжены, воздушный шар опустится в нижнюю атмосферу, затем передатчик начнет отдавать энергию на посадочную платформу, которая будет оснащена специальными перезаряжаемыми высокотемпературными батареями с расплавленной солью, твердым электролитом или системой твердооксидных регенеративных топливных элементов. После чего платформа будет готова к подзарядке планетоходов, а шар поднимется вверх и повторит процесс.

“Умный” скафандр

Автор: Анна Артилес, Техническая экспериментальная станция в Техасе.

“Умный” скафандр разрабатывается для марсианских колонистов и миссий на другие космические тела, предполагающие высадку человека на поверхность. Он должен быть оборудован специальными роботизированными системами, которые позволят собирать данные и отображать информацию об окружающей среде, а также системами самовосстановления.

Это прежде всего интеллектуальный костюм, предназначенный для повышения мобильности, ловкости человека и максимального взаимодействия с окружающей средой. Роботизированные элементы скафандра будут оказывать механическое противодавление, а это означает, что человек в таком костюме будет чувствовать себя намного комфортнее, чем чувствуют космонавты и астронавты сегодня, когда выходят в открытый космос в своих скафандрах.

Телескоп Exoplanet Telescope (DUET)

Автор: Том Дитто, «3DeWitt», Анкрамдейл, Нью-Йорк.

DUET — это совершенно новая конструкция телескопа-охотника за экзопланетами, которая будет в четыре раза превышать площадь сбора данных наземного телескопа, но при это будет достаточно легкой, чтобы ее можно было доставить в космос на одной ракете.

Орбитальный инструмент сможет исследовать интересные эффекты и явления в атмосферах планет и звезд и одновременно регистрировать еще большее число элементов спектра при помощи спектрографа, использующего метод дважды скрещенной дисперсии, описанный в XVII веке Исааком Ньютоном.  

Микрозонды, приводимые в движение атмосферным электричеством (MP4AE)

Автор: Ю Гу, Университет Западной Виргинии, Моргантаун.

Проект MP4AE — это рой из тысячи микрозондов, каждый из которых будет весить около 50 мг.  Все микрозонды будут оборудованы 200-метровыми струнными петлями для обеспечения атмосферного сопротивления и генерации небольшого электрического заряда для питания аппаратов, когда те находятся в конкретном атмосферном слое планеты.

Зонд ATEG (SPEAR)

Автор: Трой Хоу, Howe Industries LLC, Темпе, Аризона.

SPEAR — сверхлегкий зонд на ядерно-электрической установке, предназначенный для исследования дальнего космоса. Он будет оснащен новым легководным реактором и термоэлектрогенераторами нового поколения (ATEG). Хотя реактор зонда не будет генерировать столько энергии, сколько другие подобные конструкции, этот аппарат будет стоить гораздо дешевле, что позволит увеличить количество дальних космических полетов.

Инновационная энергетическая система Ripcord (RIPS)

Автор: Ноам Изенберг, Университет Джона Хопкинса, Лорел, Мэриленд.

RIPS — это система для подачи питания на недолговечные датчики атмосферного давления. По сути, это тонкий кабель, который находится на конце спускаемого зонда, при этом силы сопротивления используются для выработки электроэнергии во время спуска. Система подойдет для датчиков аппаратов, требующих высокой мощности в течение короткого периода времени при спуске в атмосферу газовых планет-гигантов.

Установка для межзвездных полетов

Автор: Джеффри Лэндис, исследовательский центр NASA им. Гленна, Кливленд.

Предполагается, что разрабатываемый проект бортовой лазерной силовой установки может быть использован в сверхминиатюрных зондах для их путешествия на звездные расстояния к экзопланетам.  

По словам разработчиков, во время движения по другим звездным системам благодаря этой установке зонды смогут собирать энергию как крошечные генераторы.

Lunar-polar Propellant Mining Outpost (LPMO)

Автор: Джоэл Серс, ТрансАстра Корпорейшн, Лейк Вью Террас, Калифорния.

LPMO — это система, предназначенная для добычи льда на Луне. Вместо того чтобы выкапывать лед, LPMO будет использовать комбинацию радиочастотного, микроволнового и инфракрасного излучения для нагрева ледяных отложений, которые затем будут сублимироваться и собираться в криоловушки, где следом будет проходить преобразование газа в жидкость.

Питать LPMO будут солнечные панели, вертикально удерживаемые на мачтах высотой 100 м.

Мусорный чистильщик (CHARON)

Автор: Джон Слау, MSNW LLC, Редмонд, Вашингтон.

CHARON представляет собой технологию, направленную на очистку околоземной орбиты Земли от космического мусора. CHARON будет использовать безэлектродное подруливающее устройство Lorentz Force, работающее на сверхлегком ионном двигателе. Аппарат будет размещаться на эллиптической орбите, где начнет перехватывать космический мусор и перетаскивать его на более низкую орбиту, там мусор будет храниться до 25 лет, а затем сгорит в атмосфере. Двигатель позволит аппарату маневрировать и опускаться в атмосферу для сбора ингредиентов для топлива: молекул кислорода и азота. По сути, CHARON станет самозаправляющимся аппаратом.

Добыча льда на холодных телах Солнечной системы

Автор: Джордж Соуэрс, Колорадская горная школа, Голден.

Проект представляет собой установку с подземными проводниками, которые будут нагревать ледяные отложения на других космических объектах нашей системы. Затем полученный пар через специальные отверстия будет доставляться в установку, где его заморозят.

Небольшие спутники для изучения границ Солнечной системы

Проект направлен на освоение границ Солнечной системы за счет кубсатоподобных аппаратов, которые будут выводиться в космос в качестве дополнительных полезных нагрузок планетарных миссий.

Проекты второго этапа:

Спектрографический телескоп (THE MOST)

THE MOST — это концепция нового типа космического телескопа, который может проводить спектральный анализ каждого объекта, попавшего в его поле зрения. Такой эффект будет достигаться путем пропускания света через плоскость решетки, где тот будет преломляться и создавать спектрографическое изображение всего неба. Фаза II будет посвящена созданию и испытанию лабораторного макета телескопа THE MOST.

R-MXAS

Автор: Джон Кендра, Leidos, Inc., Рестон, Виргиния.

R-MXAS — это радиометр с синтезированной апертурой, который будет потреблять мало энергии и по размеру станет гораздо меньше своих современных аналогов. Предполагается, что R-MXAS внесет неоценимый вклад в исследование растительности и экосистем Земли, мониторинг природных катастроф и изучение изменений земельного покрова.

Самоуправляемый двигатель для межзвездных миссий

Автор: Крис Лимбах, Техническая экспериментальная станция в Техасе.

Еще один проект для межзвездных миссий, в котором будет использоваться комбинация лазеров и пучков частиц, чтобы создать самоуправляемый энергетический луч, способный передвигать беспилотный зонд со скоростью до 10% от скорости света. Инженеры утверждают, что при использовании пучка нейтральных частиц и лазера тепловое расширение и дифракция в пространстве будут устранены.

Солнечный нейтринный детектор (Solar Neutrino Spacecraft Detector)

Автор: Николас Соломей, Уичитский государственный университет, Канзас.

Solar Neutrino Spacecraft Detector — это небольшой нейтринный детектор, который разрабатывается как бортовой прибор для солнечного зонда.  С его помощью можно будет “ловить” нейтрино недалеко от Солнца. Инженеры говорят, что правильно спроектированный инструмент может весить всего 250 кг, но при этом выполнять ту же работу, что выполняет 3000-тонный наземный нейтринный детектор.

Дифракционные световые паруса

Автор: Гровер Шварцландер, Рочестерский технологический институт, Нью-Йорк.

Проект представляет собой солнечный парус, который будет использовать давление солнечного света на зеркальную поверхность, чтобы обеспечить движение космического корабля. Эта идея не нова, но, как заверяют авторы проекта, в их технологии вместо традиционного светоотражающего материала Mylar будет применяться специальная оптическая пленка, созданная из искусственного материала с уникальными свойствами, которые не встречаются в природе. Такая пленка сможет позволить парусу использовать для поддержания курса дифрагированный свет, парус будет держаться под лучшим углом для оптимального ускорения.

Солнечный щит

Автор: Даг Уиллард, Космический центр NASA им. Кеннеди, Кейп-Канаверал, Флорида.

Пожалуй, самый любопытный проект — это технология солнечного щита, который позволит космическому кораблю приблизиться к Солнцу на минимальное расстояние. Предполагается, что щит будет оснащен высокоотражающим покрытием и будет иметь вторичный посеребренный отражающий конус для рассеивания вторичного инфракрасного излучения. инженеры утверждают, что это позволит зонду находиться от Солнца на расстоянии 695 000 км, то есть в восемь раз ближе, чем находится сейчас солнечный зонд Паркер.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Связь с редакцией по электронной почте