NASA-experter har godkänt en annan lista med 25 "galna" rymdutforskningsprojekt, vars författare föreslår att studera Mars med hjälp av "transformator" -robotar och cyberbees, bygga en positron- och lasermotor för flyg till Alpha Centauri och också skydda Marsonauts från strålning med hjälp av en jätte magnet.
”I år fick vi ett rekordantal ansökningar - över 230 förslag från våra konkurrenter, och därför var kampen mellan dem särskilt hård. Jag ser fram emot att se dessa projekt komma till liv, säger Jason Derleth, NIAC-programchef vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, USA.
Byrån håller varje år NIAC-innovationstävlingen, där experter samlar in och implementerar de mest vågiga, bisarra och lovande idéerna för att studera nära och djupa rymden, liksom ytan på solsystemets planeter.
NASA-specialister väljer årligen flera riskfyllda men lovande rymdprojekt som uppfinnits av små forskargrupper. Sedan tillhandahåller byrån resurser och medel för att genomföra dem, ytterligare 20-25 forskare får små bidrag för den första studien.
Genom svårigheter mot stjärnorna
Idag har NASA och andra ledande rymdbyråer i världen insett att det kommer att vara omöjligt att studera rymden utan att skapa nya framdrivnings- och kraftverk som kan ta mänskligheten till den interstellära nivån. Omedelbart fem projekt som godkänts av NIAC ägnas åt skapandet av sådana system som antingen kan påskynda rymdskepp till nära ljushastigheter eller röra sig nästan på obestämd tid.
Tre av dem har redan godkänts i tidigare NIAC-tävlingar, och nu är de vinnare i den andra fasen av detta projekt, vilket innebär mycket mer betydande finansiering och innebär att författarna till dessa idéer har kunnat bevisa att deras "galna projekt" verkligen fungerar.
Kampanjvideo:
Det första var det skandalösa projektet från "Mach-motorn" som strider mot Einsteins relativitetsteori och förmodligen fungerar tack vare en av egenskaperna i rymdtid, som upptäcktes i slutet av 1800-talet av den berömda tyska fysikern Ernst Mach.
Han föreslog att alla egenskaper hos fysiska kroppar inte bara beror på sig själva och deras omedelbara miljö, utan också av deras placering relativt alla andra föremål i universum. Denna egenskap, som den amerikanska fysikern James Woodward visade 1990, kan i teorin användas för att påskynda ett rymdskepp utan att konsumera bränsle, attrahera och avvisa laddade föremål under vissa tidsperioder.
Som Woodward och hans kollega Heidi Firn noterar, att vinna den första fasen av NIAC gav dem resurser för att ta itu med överhettningsproblemet med tidiga prototypmotorer och utveckla en teori för att beskriva hur det fungerade. Tack vare detta beräknade de hur mycket energi som behövs för att flyga till Proxima b, den närmaste jordliknande planeten för oss.
Ett interstellärt lasersegelfartyg sett av konstnären.
Pengarna som tilldelats av NASA i den andra fasen av NIAC kommer att användas av fysiker på skapandet av de första prototyperna och deras validering. Om experimentet lyckas spekulerar Firn och Woodward att nästa steg kan vara en flygning till Proxima Centauri.
Två andra projekt - Breakthrough-lasersegelbåten och PuFF-termonukleära motor - passar väl in i formen av modern fysik. Som en del av det första initiativet föreslår forskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL) att använda en 100 megawatt orbital laser för att påskynda ett rymdskepp med ett 110-meters segel till nära ljushastigheter och flyga till utkanten av solsystemet.
Författarna till den andra idén föreslår att skapa en installation som komprimerar termonukleärt bränsle till nästan kritiska temperaturer och tryck, vilket tvingar dess atomer att smälta samman och frigöra energi. Till skillnad från termonukleära reaktorer och bomber kommer denna gas inte att komprimera ytterligare och generera ännu mer energi utan kommer att lämna motorn i form av en supertät jetjet som kan accelerera fartyget till ultrahöga hastigheter.
Enligt författarna till denna idé, ingenjörer från NASA Space Flight Center uppkallad efter Marshall, kan en liknande installation skapas idag med befintligt material. Det kommer att ta det första folket till Mars på bara en månad, och på flera decennier kommer det att flyga till stjärnorna närmast oss, med det "improviserade" bränslet i form av interstellär gas och damm.
Beräknar galenskap
Mer”realistiska” projekt presenteras vid tävlingen. Till exempel föreslår forskare från A&M University i Texas, författarna till PROCSIMA-projektet, att minska storleken och kraften på både lasern själv och "segelbåten" den påskyndar, med inte en, utan två typer av sändare. Den första av dem kommer fortfarande att producera ljus, och den andra - en stråle av laddade partiklar, som spelar rollen som en slags "fiber" för elektromagnetisk strålning.
Dessa partiklar, som tänkt av författarna, kommer att hålla fotoner inuti sig själva och förhindra dem från att "spridas" genom rymden, vilket kommer att öka effektiviteten för en sådan accelerator med cirka 10 tusen gånger och gör att den kan arbeta på mycket större avstånd än genombrott. Enligt deras beräkningar kommer PROCSIMA att kunna påskynda en liten sond med en diameter på en meter till 10% av ljusets hastighet och leverera den till Alpha Centauri på 42 år, eller snabbt föra teleskopet till den punkt där solens tyngdkraft börjar snedvrida ljuset.
En lasermotor för en sond som flyger mot Alpha Centauri.
Det andra projektet, RPP, är en variation på temat "kärnmotor". Dess skapare föreslår att bygga en anläggning som kommer att drivas av sällsynta isotoper. Deras förfall leder till bildandet av positroner - den enklaste formen av antimateria. Dessa positroner kan kombineras till en enda stråle av antimateriella partiklar, vars kollisioner med en stråle av vanligt material kommer att generera kraftfullt tryckkraft och påskynda fartyget till nära ljushastigheter.
Invånare på "järn" -planeten
De flesta av resten av NIAC: s projekt ägnas åt studiet av Mars och andra planeter i solsystemet, liksom skapandet av sådana forskningsmaskiner som kan fungera på obestämd tid.
Av detta skäl har det allmänna temat för dessa projekt blivit det så kallade ISRU-konceptet (resursanvändning) på plats, som bygger på idén att använda alla "improviserade medel", inklusive luft, stenar och andra tillstånd på planeter för att förse sönder med energi och bränsle. …
Till exempel föreslår forskare från NASA Ames Research Center att skapa och "fylla" Mars med en speciell typ av svamp som kan växa på ytan av Röda planeten. Dessa svampar släpper melanin och andra ämnen som aktivt absorberar joniserande strålning och kosmiska strålar och skyddar människor eller maskiner från effekterna av strålning.
I framtiden kan sådana svampar användas för att täcka plastkomponenterna i höljet på Martianbaser och använda myceliet för att utrusta bebodda moduler och till och med hela "städer".
Deras kollegor på JPL utvecklar en verklig transformerande robot som kan ändra form och rörelse, demontera sig själv i delar och ansluta dem på andra sätt. Denna maskin, kallad FAR, kommer att bestå av många primitiva miniroboter utrustade med en uppsättning propeller och andra enkla framdrivningsanordningar som kan ansluta till objekt med godtycklig form och storlek.
Till exempel kommer en sådan "transformator" att kunna förvandlas till en boll som drivs av lindarna, till en torpedo som snabbt kan simma under vatten, till en analog av en drönare med en stor vinge och till många andra strukturer som kan lösa en mängd olika uppgifter.
Robot "transformator" att utforska Mars och andra planeter.
Konkurrenterna kommer att vara ett slags cyberbier som utvecklas av ingenjörer från universiteten i Alabama och Japan. Flygande insekter, som forskare sedan länge har lagt märke till, spenderar ovanligt lite energi under flykt, vilket gör att en liten robot med "bi" -vingar kan leva många gånger längre än en vanlig drone och drone. Dessutom tillåter en liten massa sådana cyberbugs att skicka en svärm av sådana robotar till Mars.
SPARROW-projektet, utformat för att söka efter spår av liv på Europa, Enceladus och andra planeter med subglaciala hav, kommer att fungera på liknande sätt. Det är en liten drone som drivs av vattenånga som produceras av landaren, som smälter isen runt planeten.
Denna metod, som dess utvecklare hoppas, kommer att göra det möjligt för SPARROW att studera flera intressanta punkter på ytan på dessa planeter på en gång, där de första spåren av utomjordiskt liv kan hittas.
Som NASA-experter betonar är alla projekt som godkänts inom ramen för tävlingen inte utformade för snabb implementering - det kommer att ta minst tio år att utveckla dem. Potentialen för alla godkända innovationer förväntas dock bli 100% realiserad.
