非旋转重力系统、改善火星土壤的细菌……NASA要重金资助这22个新技术概念

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撰文 | MikeWall

翻译 | 张尧

 

美国国家航空航天局（NASA）拟定向22个科技概念提供资助，这不仅预示着当今太空科学和探索将取得一次长足进步，同时，人们也能从这些尖端而稍显陌生的技术中，看见NASA要怎么创造一个全新的科技王国。

 

这些革命性的太空科技概念将从NASA创新先进概念（NIAC）项目获得资助，它们包括了研发线性（非旋转）人造重力系统；用于改善火星土壤并发展农业的生物工程细菌；以及在没有推进剂的情况下通过瞬间改变宇宙飞船质量而获得驱动力。

 

在NASA召开的发布会上，其太空科技任务部副部长Steve Jurczyk介绍说：“NIAC项目云集科学与工程领域的科学家和发明家，同时也有部分政府机关公务员参与，该项目将在平台和物质资源上为他们提供必要的帮助。以上研究作为NASA太空探索初期阶段计划的一部分，无疑足够代表我们的太空探索理念和愿景。”

极端环境自动漫游车，图片来源：Jonathan Sauder

 

在22个概念中，15个项目获得了NIAC第一阶段资助，凭借12.5万美元基金在接下来9个月中完成概念性研究工作。以下是入选项目及负责人简介：

 

• 利用合成生物系统净化并改良火星土壤，实现火星农业：Adam Arkin，加州大学伯克利分校。Arkin团队对地球菌种进行生物工程改造，使其能够促进火星上农作物的生长。

 

• 适用于星际探索前驱任务的新型推进器系统：John Brophy，加州帕萨迪那NASA喷气推进实验室（JPL）。该项目利用高能激光为宇宙飞船太阳能电池充能，使探测器的离子推进系统更加轻便和高效（有利于更快速度航行）。

 

• 为火星任务研发真空飞船：John-PaulClarke，亚特兰大佐治亚理工学院。若这一构想实现，“真空飞船”（通过维持空气置换实现的内部真空产生上升力，而非依靠氦气或氢气升空）将往返于火星上空。

 

• 利用马赫效应（MachEffects）研发用于星际航行的推进器：Heidi Fearn，加州莫哈韦太空研究所。根据这一构想，星际飞船仅凭借马赫效应即能获得动能。根据该效应，物体剩余质量的瞬间改变可使其获得加速度或实现内部能量转换。

 

• 冥王星地表的跳跃：BenjaminGoldman，加州欧文代尔全球航天公司。该项目提出的飞船能够在冥王星地表跳跃，在一次长期任务中近距离探索多处地点。

 

• 涡轮踏步器：JasonGruber，佛罗里达州坦帕创新医疗解决方案集团（Innovative Medical Solutions Group）。通过线性方式（前后方向）加速而非旋转离心加速，涡轮踏步器为宇航员提供人工重力。

 

• 火卫一（L1）探测器吊挂实验：KevinKempton，弗吉尼亚州汉姆普顿NASA兰利研究中心。小型探测器将被悬挂于火星卫星上空，对它进行近距离观测。这个“悬挂飞行器”通过缆绳与另一个太空飞船连接，其处于数英里外的重力平衡点。

 

• 梯度场作用下的收敛式核聚变反应推进系统：Michael LaPointe，阿拉巴马州亨兹维尔NASA马歇尔航天飞行中心。该项目开创性地构想利用核聚变能量实现超高速太空航行。

 

• 运用微波熔结的空气动力制动器大幅拓展NEA的可达性：John Lewis，加州莫菲特菲尔德深层太空工业公司。该项目探究利用小行星物质制造隔热板，是从绕地轨道低成本获取太空资源的前沿研究。

 

• 运用软体飞船分解疏松碎石质行星：Jay McMahon，博尔德科罗拉多大学。根据该项目概念，机器人化的饼状软体宇宙飞船可以提高人类从行星中获取水和其他资源的能力。

 

• 连续电极惯性静电控制下的核聚变反应：Raymond Sedwick，马里兰大学帕克分校。同样从利用核聚变反应为太空航行供能的角度出发，该项目提出了另一条途径。

 

• 为行星观测研发的新型望远镜——萨特（Sutter），即将开启太空中的淘金记：Joel Sercel，加州湖景台（Lake View Terrace）。Sercel在研究计划中阐述，希望向太阳轨道发射三个小型卫星，用以追踪行星；该微型系统能够发现并追踪多数天体，并探究在它们之上开采资源的可能性。

 

• 运用太阳引力透镜对太阳系外星球进行直接多像素摄影及光谱学分析：Slava Turyshev，喷气推进实验室。该研究将利用太阳形成的“引力透镜”，放大并拍摄系外星球影像。

 

• 太阳冲浪：RobertYoungquist，佛罗里达NASA肯尼迪太空中心。Youngquist和他的团队力图研发超强反射材料，使未来的宇宙飞船可以在距太阳表面43万英里（69万公里）的范围内安全航行——比其他探测器可以靠太阳更近。

 

• 建立太阳系实验室，直接探测宇宙中的暗能量反应：Nan Yu，喷气推进实验室。研究人员希望通过发射宇宙飞船捕捉神秘暗能量存在的证据，该能量被认为是宇宙加速膨胀的原因。

 

另外7个项目获得NIAC第二阶段资助，它们将得到50万美元的资金用以支持两年的进一步研究（这些项目曾今均获得过第一阶段资助）。以下为该7项研究的简介：

 

• 利用现场环境能量推动的金星内部探测器：Ratnakumar Bugga，喷气推进实验室。这个以气球为结构主体的自动探索系统可以在任何高度自由穿梭于金星大气层。

 

• 根据挥发性物质吸收激光的频谱特性，识别物质成分的遥感系统：Gary Hughes，位于圣路易斯-奥比斯波的加州州立理工大学该项目探究应用高能激光分析天体物质成分的可行性。激光发射器置于行星、陨石、卫星等天体轨道。

 

• 膜飞船的第二阶段研究：SiegfriedJanson，位于加州埃尔塞贡多的航空航天公司。“膜”是“膜状物”的简称，用以形象描述该太阳能飞船的形态——二维尺度远大于第三维。它将被用于清理太空垃圾。

 

• 运用“星际回声”绘制太阳系外天体的影像：Chris Mann，位于德克萨斯州奥斯汀的Nanohmics 公司。通过分析系外恒星产生的辐射波与其在星系间的漫反射信号，对系外星球进行成像。

 

• 极端环境自动漫游车：JonathanSauder，喷气推进实验室。Sauder和同事们致力于研发一款超级漫游车，能够在金星、水星和其他极端太空环境下长时间持续工作。

 

• 优化天体（行星、卫星和星球）资源开采，实现可持续性太空探索及宇宙工业化：Joel Sercel，TransAstra公司。该项目将行星统筹规划，运用太阳光对它们集中照射，从而收集蒸发出的水分和其他资源。

 

• 由核聚变驱动的冥王星人造卫星及登录装置：Stephanie Thomas，位于新泽西州普莱恩斯伯勒的普林斯顿卫星系统公司。由Thomas和其团队提出的“聚变直接驱动”方式提升了航天推进器的推力和续航能力，将应用与冥王星等远程星系登陆任务。

 

在发布会上，NIAC项目执行官Jason Derleth表示：“在本项目的资助下，第二阶段的研究将取得重大突破，有望在这些领域成为世界同类项目的标杆。很高兴看到各位研究者再次回归到NIAC项目，想必2017年的研究又将激动人心，希望他们能够秉承NIAC的传统与长项——改变可能性。”

 

原文地址：

https://www./article/nasa-funds-22-futuristic-ideas-for-space-exploration/