Четыре перспективных космических проекта из Лаборатории реактивного движения НАСА отобраны для получения грантов на дальнейшие исследования и разработки. Рассказываем о самых интересных проектах, участвовавших в конкурсах.
О каком конкурсе речь?
Ранние исследования футуристических космических идей могут инициировать новые виды миссий. Но есть вопрос — откуда брать идеи? В поисках новых талантов и заумок НАСА огранизовало конкурс на получение грантов. Более дюжины исследователей из агентства, промышленности и академических кругов получат гранты от программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). На выделенные деньги авторы проектов смогут проверить свои концепции.
«Мы не ожидаем, что все они принесут плоды, но признаем, что предоставление небольшого начального финансирования для ранних исследований может принести НАСА большую пользу в долгосрочной перспективе», — объясняет Дженн Густетич, директор по ранним инновациям и партнерским отношениям в Управлении космических технологий НАСА (STMD).
На 2021 год STMD отобрал 16 проектов NIAC Фазы I, которые предлагают ряд изобретений и приложений. Каждое предложение получит грант от НАСА до $125 тыс. Если их первые 9 месяцев реализации проектов будут успешными, стипендиаты NIAC могут подать заявку на получение грантов Фазы II. Все исследования NIAC, независимо от фазы, представляют собой работу по разработке технологий на ранней стадии.
Топ проектов
В этом году в программе появилось огромное количество новых участников. Все, кроме двух исследователей, отобранных для получения награды Фазы I, впервые получат грант NIAC. Предстатели комитета уверены — возможности НАСА продолжают привлекать новых творческих мыслителей со всей страны. Итак, какие проекты особенно впечатлили жюри?
- «Железная дорога» на Луне
Инженер-робототехник из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Южной Калифорнии Итан Шалер предложил идею инфраструктуры для автономной транспортировки грузов по Луне с помощью магнитных роботов, которые будут парить над гибким рельсом. Это будет первая лунная железнодорожная система, которая обеспечит надежную, автономную и эффективную транспортировку грузов. Прочная, долговечная роботизированная транспортная система будет иметь решающее значение для повседневной работы устойчивой лунной базы в 2030-х годах.
Для реализации проекта Шалер планирует создать FLOAT (Flexible Levitation on a Track) — систему гибкой левитации.
В системе FLOAT используются магнитные роботы без источника питания, которые левитируют над трехслойной гибкой пленочной дорожкой: графитовый слой позволяет роботам пассивно плавать по дорожкам с помощью диамагнитной левитации, слой гибкой схемы создает электромагнитную тягу для управляемого движения роботов по дорожкам, а также дополнительный слой тонкопленочной солнечной панели генерирует энергию для базы, когда находится на солнце. Роботы FLOAT не имеют движущихся частей и парят над гусеницей, чтобы минимизировать истирание/износ лунной пыли, в отличие от лунных роботов с колесами, ногами или гусеницами.
Параллельно стипендиат будет исследовать другое исследование NIAC Phase I: плавающих микророботов для изучения океанических миров.
- Почва из астероидов и грибов
Промышленный исследователь Джейн Шевцов (Jane Shevtsov) из компании Trans Astronautica Corporation предложила концептуальный метод создания почвы в космосе с использованием богатых углеродом астероидов и грибов. Концепция предполагает, что грибы разрушат материал и превратят его в почву для выращивания пищи и поддержания крупномасштабных местообитаний в глубоком космосе.
Предоставлено: Джейн Шевцов
Любая крупная, долгосрочная среда обитания человека в космосе должна будет выращивать большую часть своей собственной пищи и перерабатывать питательные вещества. Для легко пополняемых миссий выращивание сельскохозяйственных культур на гидропонике имеет смысл, но почвенные системы обладают важными преимуществами в контексте большого поселения, которое невозможно по доступной цене пополнить с Земли.
- Искусственная гравитация
Доцент Университета Карнеги-Меллона изучит легкую и развертываемую конструкцию, позволяющую создавать в космосе конструкции километрового масштаба. В предложении предполагается, что эта структура может служить основой большого вращающегося космического корабля, способного создавать искусственную гравитацию.
- Плавление Луны
Сарбаджит Банерджи из Техасской экспериментальной инженерной станция A&M придумал систему адаптивных модификаций реголита (RAMs). Она была задумана для выборочного усиления и сплавления природных материалов лунной поверхности. Большая часть текущих исследований модификации лунного реголита сосредоточена на использовании технологий, которые требуют множество инфраструктуры для спекания и геополимеризации.
Напротив, система RAM подходит для поддержки развертывания во время ранней посадки, но также может использоваться для более зрелых строительных работ после создания лунных и марсианских поселений. Вместо того, чтобы приносить с собой все материалы, оборудование и источники питания, необходимые для модификации реголита с целью пылеподавления и других опор фундамента для складных посадочных площадок, фиксированные посадочные площадки или дороги, RAM использует новые системы доставки микрокапсул, которые доставляют прекурсоры (смеси нанотермита и органосиланы). Они активируются при развертывании, чтобы точечно сваривать точки крепления, связывающие поверхностные структуры с нижележащим реголитом посредством формирования на месте продвинутых высокопрочных стальных штифтов.
- Автономный робот для глубокого бурения
Считается, что подледниковая жидкая вода существует на Марсе на глубине 1,5 км в Южнополярных слоистых отложениях (SPLD). Куинн Морли автор проекта по соданию автономного робота для глубокого бурения (ARD3) уверен: если ученые собираются заниматься астробиологией, необходимо не просто наблюдать ее, нам заполучить ее частичку, добывать максимально чистый получить образец.
Для этого и разрабатывается робот, способный на бурение глубоких скважин. Кстати, шансы на то, что, например, подледниковое озеро могут содержать жизнь, значительно увеличиваются, если жидкая фаза становится возможной из-за тепла, производимого вулканической активностью под земной корой.
- Радиообсерватория на дальней стороне Луны, изготовленная на месте
Рональд Полидан из компании Lunar Resources, Inc. предлагает провести комплексное исследование по созданию очень большой низкочастотной (5-40 МГц) радиообсерватории FarView на обратной стороне Луны с использованием материалов реголита. FarView будет представлять собой разреженную группу из ~ 100 000 дипольных антенн, расположенных на площади ~ 20×20 км. Ее особенность в том, что она будет собрана на месте.
В связи с реализацией программы NASA Artemis это исследование обеспечит своевременную оценку ценности и потребностей этой важной научной обсерватории и разработает технологии, обеспечивающие устойчивое присутствие на Луне.
Что дальше?
NIAC поддерживает дальновидные исследовательские идеи через несколько прогрессивных фаз обучения. Исследователи из правительства США, промышленности и академических кругов с важными идеями могут вносить предложения.
Исследователи Фазы II NIAC получают гранты в размере до $500 тыс. на дальнейшую разработку своих концепций на срок до двух лет. Фаза III направлена на стратегический переход концепций NIAC с наибольшим потенциальным воздействием на НАСА, другие правительственные агентства или коммерческих партнеров. Исследователи фазы III получают контракт на сумму до 2 млн долларов на разработку концепции своей миссии в течение двух лет.
Читать далее
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?