NASA: n asiantuntijat ovat hyväksyneet toisen luettelon 25 "hullasta" avaruustutkimusprojektista, joiden kirjoittajat ehdottavat tutkia Marsia "muuntaja" -robotien ja kyberlajien avulla, rakentaa positroni- ja lasermoottoria lentoon Alpha Centauriin sekä suojata marsonauteja säteilyltä jättiläisellä magneetti.
”Saimme tänä vuonna ennätyksellisen paljon hakemuksia - yli 230 ehdotusta kilpailijoiltamme, ja siksi niiden välinen taistelu oli erityisen kovaa. Odotan innolla näiden projektien toteutumista”, sanoi Jason Derleth, NIAC: n ohjelmapäällikkö NASA: n Jet Propulsion -laboratoriossa Pasadenassa, Yhdysvalloissa.
Muutaman vuoden välein virasto järjestää NIAC-innovaatiokilpailun, jossa asiantuntijat keräävät ja toteuttavat rohkeimmat, omituisimmat ja lupaavimmat ideat tutkia lähellä olevaa ja syvää avaruutta sekä aurinkokunnan planeettojen pintaa.
NASA: n asiantuntijat valitsevat vuosittain useita riskialttiita, mutta lupaavia avaruusprojekteja, jotka pienet tutkimusryhmät keksivät. Sitten virasto tarjoaa resursseja ja varoja niiden toteuttamiseen, vielä 20-25 tutkijaa saa pieniä apurahoja alkuperäiseen tutkimukseen.
Tähtien vaikeuksien kautta
Nykyään NASA ja muut maailman johtavat avaruusjärjestöt ovat tunnustaneet, että avaruutta on mahdotonta tutkia luomatta uusia työntövoima- ja voimalaitoksia, jotka voivat viedä ihmiskunnan tähtienväliselle tasolle. Välittömästi viisi NIAC: n hyväksymää hanketta on omistettu sellaisten järjestelmien luomiselle, jotka voivat joko kiihdyttää tähtilaivoja lähellä valonopeutta tai liikkua melkein loputtomiin.
Kolme heistä on jo hyväksytty aiemmissa NIAC-kilpailuissa, ja nyt he ovat voittajat tämän projektin toisessa vaiheessa, johon liittyy huomattavasti enemmän rahoitusta ja joka tarkoittaa, että näiden ideoiden laatijat ovat kyenneet osoittamaan, että heidän "hullujen projektiensa" todella toimivat.
Mainosvideo:
Ensimmäinen oli skandaalimainen "Mach-moottorin" projekti, joka rikkoo Einsteinin suhteellisuusteoriaa ja joka oletettavasti toimii yhden avaruus-ajan ominaisuuksien ansiosta, jonka kuuluisa saksalainen fyysikko Ernst Mach löysi 19. vuosisadan lopulla.
Hän ehdotti, että kaikki fyysisten ruumiiden ominaisuudet eivät ole riippuvaisia itsestään ja heidän lähiympäristöstään, vaan myös niiden sijainnista suhteessa kaikkiin muihin maailmankaikkeuden esineisiin. Tätä ominaisuutta, kuten amerikkalainen fyysikko James Woodward osoitti vuonna 1990, voidaan teoriassa käyttää kiihdyttämään avaruusalusta kuluttamatta polttoainetta, houkuttelemalla ja torjumaan varautuneita esineitä tietyin ajanjaksoina.
Kuten Woodward ja hänen kollegansa Heidi Firn huomauttavat, NIAC: n ensimmäisen vaiheen voittaminen antoi heille resursseja ratkaista varhaisten prototyyppimoottoreiden ylikuumenemisongelmat ja kehittää teoria kuvaamaan sen toiminta. Tämän ansiosta he laskivat kuinka paljon energiaa on käytettävä lentääkseen Proxima b: hen, joka on meille lähinnä maapallomaista planeetta.
Tähtienvälinen laserpurjelaiva taiteilijan näkemänä.
Fyysikot kuluttavat NASA: n NIAC: n toisessa vaiheessa myöntämät rahat ensimmäisten prototyyppien luomiseen ja niiden validointiin. Jos kokeilu onnistuu, Firn ja Woodward spekuloivat, että seuraava askel voisi olla lento Proxima Centauriin.
Kaksi muuta hanketta - Breakthrough laserpurjevene ja PuFF-lämpöydinmoottori - sopivat hyvin modernin fysiikan muottiin. Osana ensimmäistä aloitetta NASA: n Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) tutkijat ehdottavat 100 megawatin kiertolaserin käyttämistä avaruusaluksen kiihdyttämiseksi 110 metrin purjeella lähelle valonopeutta ja lentävän aurinkokunnan ulkopuolelle.
Toisen idean kirjoittajat ehdottavat rakennuksen luomista, joka puristaa lämpöydinpolttoaineen melkein kriittisiin lämpötiloihin ja paineisiin pakottaen sen atomit sulautumaan toisiinsa ja vapauttamaan energiaa. Toisin kuin lämpöydinreaktorit ja pommit, tämä kaasu ei puristu enempää ja tuottaa vielä enemmän energiaa, mutta jättää moottorin erittäin tiheän suihkussuihkun muodossa, joka kykenee kiihdyttämään laivan erittäin suurille nopeuksille.
Idean laatijoiden mukaan Marshallin nimeltä nimitetyn NASA: n avaruuslentokeskuksen insinöörit voivat samanlaisen asennuksen luoda nykyään olemassa olevia materiaaleja käyttämällä. Ensimmäiset ihmiset vievät Marsiin vain kuukaudessa, ja useiden vuosikymmenien aikana se lentää lähimpänä oleviin tähtiin käyttämällä "improvisoitua" polttoainetta tähtienvälisen kaasun ja pölyn muodossa.
Laskee hulluutta
Kilpailussa esitellään realistisempia projekteja. Esimerkiksi Texasin A&M-yliopiston tutkijat, PROCSIMA-projektin laatijat, ehdottavat sekä laserin että sen kiihdyttämän "purjeveneen" koon ja tehon pienentämistä käyttämällä ei yhtä, vaan kahta päästötyyppiä. Ensimmäinen niistä tuottaa silti valoa, ja toinen - varautuneiden hiukkasten säteen, joka toimii eräänlaisena "kuiduna" sähkömagneettiselle säteilylle.
Nämä hiukkaset, kuten kirjoittajat ovat ajatelleet, pitävät fotonit itsessään, estäen niitä "sironta" avaruuden läpi, mikä lisää tällaisen kiihdyttimen tehokkuutta noin 10 tuhatta kertaa ja sallii sen työskennellä paljon suuremmalla etäisyydellä kuin Läpimurto. Heidän laskelmiensa mukaan PROCSIMA pystyy kiihdyttämään pienen, metrin halkaisijaltaan olevan anturin 10%: iin valon nopeudesta ja toimittamaan sen Alpha Centauriin 42 vuodessa tai vie kaukoputken nopeasti kohtaan, jossa auringon painovoima alkaa vääristää valoa.
Lasermoottori koettimelle, joka lentää kohti Alpha Centauria.
Toinen projekti, RPP, on muunnos "ydinmoottorista". Sen luojat ehdottavat rakennuksen rakennusta, jota polttavat harvinaiset isotoopit. Niiden rappeutuminen johtaa positronien muodostumiseen - yksinkertaisin antimaterian muoto. Nämä positronit voidaan yhdistää yhdeksi antimateriaalihiukkasädeksi, jonka törmäykset tavallisen aineen säteen kanssa aiheuttavat voimakkaan työntövoiman ja kiihdyttävät aluksen melkein valonopeuksille.
"Rauta" planeetan asukkaat
Suurin osa muista NIAC-hankkeista on omistettu Marsin ja muiden aurinkokunnan planeettojen tutkimiseen sekä sellaisten tutkimuskoneiden luomiseen, jotka voivat toimia loputtomiin.
Tästä syystä näiden projektien yleisestä teemasta on tullut ns. ISRU (in situ resurssien käyttö) -konsepti, joka perustuu ajatukseen käyttää kaikkia "improvisoituja keinoja", mukaan lukien ilma, kivet ja muut aineen olosuhteet planeetoilla, jotta koettimet toimittaisivat energiaa ja polttoainetta. …
Esimerkiksi NASA Ames-tutkimuskeskuksen tutkijat ehdottavat Marsin luomista ja "asuttamista" erityisellä sienellä, joka voi kasvaa Punaisen planeetan pinnalla. Nämä sienet vapauttavat melaniinia ja muita aineita, jotka imevät aktiivisesti ionisoivaa säteilyä ja kosmisia säteitä, ja suojaavat ihmisiä tai koneita säteilyn vaikutuksilta.
Tulevaisuudessa tällaisia sieniä voidaan käyttää Marsin tukikohtien kotelon muovikomponenttien peittämiseen ja myseelin avulla asettamaan asumiskelpoisia moduuleja ja jopa kokonaisia "kaupunkeja".
Heidän kollegansa JPL: ssä kehittävät todellista muuttuvaa robottia, joka voi muuttaa liikettä ja muotoa purkamalla itsensä osiksi ja yhdistämällä ne muilla tavoilla. Tämä kone, jota kutsutaan FAR: ksi, koostuu monista primitiivisistä minirobotista, jotka on varustettu potkurisarjalla ja muilla yksinkertaisilla käyttölaitteilla, jotka kykenevät yhdistämään muodostamaan mielivaltaisen muodon ja koon esineitä.
Esimerkiksi sellainen "muuntaja" kykenee muuttumaan tuulien ohjaamana palloksi, torpedoksi, joka voi nopeasti uida veden alla, suureen siipään olevan dronin analogiksi ja moniksi muiksi rakenteiksi, jotka kykenevät ratkaisemaan monenlaisia tehtäviä.
Robotti "muuntaja" tutkia Marsia ja muita planeettoja.
Sen kilpailijat ovat eräänlainen cyberbees, jotka ovat kehittäneet Alabaman ja Japanin yliopistojen insinöörit. Lentävät hyönteiset, kuten tutkijat ovat jo kauan huomanneet, viettävät epätavallisen vähän energiaa lennon aikana, mikä antaa pienelle robotille, jolla on "mehiläinen" siipi, elää monta kertaa pidempään kuin tavanomaisella droonilla. Lisäksi pieni joukko tällaisia tietopisteitä antaa mahdollisuuden lähettää parvi tällaisia robotteja Marsiin.
SPARROW-projekti, joka on suunniteltu etsimään jälkiä elämästä Euroopalla, Enceladussa ja muilla planeetoilla, joilla on jäämeren valtameriä, toimii samalla tavalla. Se on laskeuttajan tuottama pieni höyry, jota käyttävät vesihöyryä ja joka sulaa jään planeetan ympärillä.
Tämän lähestymistavan avulla, kuten kehittäjät toivovat, SPARROW voi tutkia useita mielenkiintoisia pisteitä näiden planeettojen pinnalla kerralla, mistä saattaa löytyä ensimmäisiä maapallon ulkopuolisen elämän jälkiä.
Kuten NASA: n asiantuntijat korostavat, kaikkia kilpailun yhteydessä hyväksyttyjä hankkeita ei ole suunniteltu nopeaan toteuttamiseen - niiden kehittäminen vie vähintään kymmenen vuotta. Kaikkien hyväksyttyjen innovaatioiden potentiaalin odotetaan kuitenkin realisoituvan 100%.
