22個太空探索新技術概念獲得NASA資助

這些技術如能實現,將會讓人類太空探索能力取得飛躍。

極端環境自動漫遊車,圖片來源:Jonathan Sauder

美國國家航空航天局(NASA)擬定向22個科技概念提供資助,這不僅預示着當今太空科學和探索將取得一次長足進步,同時,人們也能從這些尖端而稍顯陌生的技術中,看見NASA要怎麼創造一個全新的科技王國。

這些革命性的太空科技概念將從NASA創新先進概念(NIAC)項目獲得資助,它們包括了研發線性(非旋轉)人造重力系統;用於改善火星土壤並發展農業的生物工程細菌;以及在沒有推進劑的情況下通過瞬間改變宇宙飛船質量而獲得驅動力。

在NASA召開的發佈會上,其太空科技任務部副部長Steve Jurczyk介紹說:“NIAC項目雲集科學與工程領域的科學家和發明家,同時也有部分政府機關公務員參與,該項目將在平臺和物質資源上爲他們提供必要的幫助。以上研究作爲NASA太空探索初期階段計劃的一部分,無疑足夠代表我們的太空探索理念和願景。”

在22個概念中,15個項目獲得了NIAC第一階段資助,憑藉12.5萬美元基金在接下來9個月中完成概念性研究工作。以下是入選項目及負責人簡介:

利用合成生物系統淨化並改良火星土壤,實現火星農業:Adam Arkin,加州大學伯克利分校。Arkin團隊對地球菌種進行生物工程改造,使其能夠促進火星上農作物的生長。

適用於星際探索前驅任務的新型推進器系統:John Brophy,加州帕薩迪那NASA噴氣推進實驗室(JPL)。該項目利用高能激光爲宇宙飛船太陽能電池充能,使探測器的離子推進系統更加輕便和高效(有利於更快速度航行)。

爲火星任務研發真空飛船:John-PaulClarke,亞特蘭大佐治亞理工學院。若這一構想實現,“真空飛船”(通過維持空氣置換實現的內部真空產生上升力,而非依靠氦氣或氫氣升空)將往返於火星上空。

利用馬赫效應(MachEffects)研發用於星際航行的推進器:Heidi Fearn,加州莫哈韋太空研究所。根據這一構想,星際飛船僅憑藉馬赫效應即能獲得動能。根據該效應,物體剩餘質量的瞬間改變可使其獲得加速度或實現內部能量轉換。

冥王星地表的跳躍:BenjaminGoldman,加州歐文代爾全球航天公司。該項目提出的飛船能夠在冥王星地表跳躍,在一次長期任務中近距離探索多處地點。

渦輪踏步器:JasonGruber,佛羅里達州坦帕創新醫療解決方案集團(Innovative Medical Solutions Group)。通過線性方式(前後方向)加速而非旋轉離心加速,渦輪踏步器爲宇航員提供人工重力。

火衛一(L1)探測器吊掛實驗:KevinKempton,弗吉尼亞州漢姆普頓NASA蘭利研究中心。小型探測器將被懸掛於火星衛星上空,對它進行近距離觀測。這個“懸掛飛行器”通過纜繩與另一個太空飛船連接,其處於數英里外的重力平衡點。

梯度場作用下的收斂式核聚變反應推進系統:Michael LaPointe,阿拉巴馬州亨茲維爾NASA馬歇爾航天飛行中心。該項目開創性地構想利用核聚變能量實現超高速太空航行。

運用微波熔結的空氣動力制動器大幅拓展NEA的可達性:John Lewis,加州莫菲特菲爾德深層太空工業公司。該項目探究利用小行星物質製造隔熱板,是從繞地軌道低成本獲取太空資源的前沿研究。

運用軟體飛船分解疏鬆碎石質行星:Jay McMahon,博爾德科羅拉多大學。根據該項目概念,機器人化的餅狀軟體宇宙飛船可以提高人類從行星中獲取水和其他資源的能力。

連續電極慣性靜電控制下的核聚變反應:Raymond Sedwick,馬里蘭大學帕克分校。同樣從利用核聚變反應爲太空航行供能的角度出發,該項目提出了另一條途徑。

爲行星觀測研發的新型望遠鏡——薩特(Sutter),即將開啓太空中的淘金記:Joel Sercel,加州湖景臺(Lake View Terrace)。Sercel在研究計劃中闡述,希望向太陽軌道發射三個小型衛星,用以追蹤行星;該微型系統能夠發現並追蹤多數天體,並探究在它們之上開採資源的可能性

運用太陽引力透鏡對太陽系外星球進行直接多像素攝影及光譜學分析:Slava Turyshev,噴氣推進實驗室。該研究將利用太陽形成的“引力透鏡”,放大並拍攝系外星球影像

太陽衝浪:RobertYoungquist,佛羅里達NASA肯尼迪太空中心。Youngquist和他的團隊力圖研發超強反射材料,使未來的宇宙飛船可以在距太陽表面43萬英里(69萬公里)的範圍內安全航行——比其他探測器可以靠太陽更近。

建立太陽系實驗室,直接探測宇宙中的暗能量反應:Nan Yu,噴氣推進實驗室。研究人員希望通過發射宇宙飛船捕捉神秘暗能量存在的證據,該能量被認爲是宇宙加速膨脹的原因。

另外7個項目獲得NIAC第二階段資助,它們將得到50萬美元的資金用以支持兩年的進一步研究(這些項目曾今均獲得過第一階段資助)。以下爲該7項研究的簡介:

利用現場環境能量推動的金星內部探測器:Ratnakumar Bugga,噴氣推進實驗室。這個以氣球爲結構主體的自動探索系統可以在任何高度自由穿梭於金星大氣層。

根據揮發性物質吸收激光的頻譜特性,識別物質成分的遙感系統:Gary Hughes,位於聖路易斯-奧比斯波的加州州立理工大學該項目探究應用高能激光分析天體物質成分的可行性。激光發射器置於行星、隕石、衛星等天體軌道。

膜飛船的第二階段研究:SiegfriedJanson,位於加州埃爾塞貢多的航空航天公司。“膜”是“膜狀物”的簡稱,用以形象描述該太陽能飛船的形態——二維尺度遠大於第三維。它將被用於清理太空垃圾。

運用“星際回聲”繪製太陽系外天體的影像:Chris Mann,位於德克薩斯州奧斯汀的Nanohmics公司。通過分析系外恆星產生的輻射波與其在星系間的漫反射信號,對系外星球進行成像。

極端環境自動漫遊車:JonathanSauder,噴氣推進實驗室。Sauder和同事們致力於研發一款超級漫遊車,能夠在金星、水星和其他極端太空環境下長時間持續工作。

優化天體(行星、衛星和星球)資源開採,實現可持續性太空探索及宇宙工業化:Joel Sercel,TransAstra公司。該項目將行星統籌規劃,運用太陽光對它們集中照射,從而收集蒸發出的水分和其他資源。

由核聚變驅動的冥王星人造衛星及登錄裝置:Stephanie Thomas,位於新澤西州普萊恩斯伯勒的普林斯頓衛星系統公司。由Thomas和其團隊提出的“聚變直接驅動”方式提升了航天推進器的推力和續航能力,將應用與冥王星等遠程星系登陸任務。

在發佈會上,NIAC項目執行官Jason Derleth表示:“在本項目的資助下,第二階段的研究將取得重大突破,有望在這些領域成爲世界同類項目的標杆。很高興看到各位研究者再次迴歸到NIAC項目,想必2017年的研究又將激動人心,希望他們能夠秉承NIAC的傳統與長項——改變可能性。”

撰文MikeWall

翻譯 張堯