NASA-experts hebben nog een lijst van 25 'gekke' ruimteverkenningsprojecten goedgekeurd, waarvan de auteurs voorstellen om Mars te bestuderen met behulp van 'transformator'-robots en cyberbees, een positron en lasermotor te bouwen voor de vlucht naar Alpha Centauri, en ook om Marsonauten te beschermen tegen straling met behulp van een gigantische magneet.
“Dit jaar hebben we een recordaantal aanmeldingen ontvangen - meer dan 230 voorstellen van onze concurrenten, en daarom was de strijd tussen hen bijzonder hevig. Ik kijk ernaar uit om deze projecten tot leven te zien komen”, zegt Jason Derleth, NIAC Program Manager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, VS.
Om de paar jaar organiseert het bureau de NIAC-innovatiewedstrijd, waarin experts de meest gewaagde, bizarre en veelbelovende ideeën verzamelen en implementeren voor het bestuderen van nabije en diepe ruimte, evenals het oppervlak van de planeten van het zonnestelsel.
NASA-specialisten selecteren jaarlijks verschillende risicovolle maar veelbelovende ruimtevaartprojecten die zijn uitgevonden door kleine onderzoeksteams. Vervolgens stelt het bureau middelen en fondsen ter beschikking voor de uitvoering ervan, nog eens 20-25 onderzoekers ontvangen kleine beurzen voor de eerste studie.
Door ontberingen naar de sterren
Tegenwoordig hebben NASA en andere toonaangevende ruimtevaartorganisaties in de wereld ingezien dat het onmogelijk zal zijn om de ruimte te bestuderen zonder nieuwe voortstuwings- en krachtcentrales te creëren die de mensheid naar het interstellaire niveau kunnen brengen. Onmiddellijk zijn vijf projecten die door de NIAC zijn goedgekeurd, gewijd aan het creëren van dergelijke systemen die sterrenschepen kunnen versnellen tot bijna-lichtsnelheden of bijna onbeperkt kunnen bewegen.
Drie van hen zijn al goedgekeurd in eerdere NIAC-wedstrijden, en nu zijn ze de winnaars in de tweede fase van dit project, dat veel substantiëlere financiering vergt en impliceert dat de auteurs van deze ideeën hebben kunnen bewijzen dat hun "gekke projecten" echt werken.
Promotie video:
De eerste was het schandalige project van de "Mach-motor" die in strijd is met Einsteins relativiteitstheorie en, vermoedelijk, werkt dankzij een van de eigenschappen van de ruimte-tijd, ontdekt aan het einde van de 19e eeuw door de beroemde Duitse natuurkundige Ernst Mach.
Hij suggereerde dat alle eigenschappen van fysieke lichamen niet alleen afhangen van zichzelf en hun directe omgeving, maar ook van hun locatie ten opzichte van alle andere objecten in het universum. Deze eigenschap, zoals aangetoond door de Amerikaanse natuurkundige James Woodward in 1990, kan in theorie worden gebruikt om een ruimtevaartuig te versnellen zonder brandstof te verbruiken, waarbij geladen objecten in bepaalde perioden worden aangetrokken en afgestoten.
Zoals Woodward en zijn collega Heidi Firn opmerken, gaf het winnen van de eerste fase van de NIAC hen de middelen om het oververhittingsprobleem van vroege prototype-motoren aan te pakken en een theorie te ontwikkelen om te beschrijven hoe het werkte. Hierdoor hebben ze berekend hoeveel energie er nodig is om naar Proxima b te vliegen, de dichtstbijzijnde aardachtige planeet bij ons.
Een interstellair laserzeilschip zoals gezien door de kunstenaar.
Het geld dat NASA in de tweede fase van de NIAC toewijst, wordt door natuurkundigen besteed aan het maken van de eerste prototypes en het testen ervan. Als het experiment slaagt, speculeren Firn en Woodward dat de volgende stap een vlucht naar Proxima Centauri zou kunnen zijn.
Twee andere projecten - de laserzeilboot Breakthrough en de thermonucleaire motor PuFF - passen goed in de vorm van de moderne natuurkunde. Als onderdeel van het eerste initiatief stellen wetenschappers van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van NASA voor om een orbitale laser van 100 megawatt te gebruiken om een ruimtevaartuig met een zeil van 110 meter te versnellen tot bijna lichtsnelheden en naar de buitenwijken van het zonnestelsel te vliegen.
De auteurs van het tweede idee stellen voor om een installatie te maken die thermonucleaire brandstof comprimeert tot bijna kritische temperaturen en drukken, waardoor de atomen met elkaar versmelten en energie vrijgeven. In tegenstelling tot thermonucleaire reactoren en bommen, zal dit gas niet verder comprimeren en nog meer energie genereren, maar de motor verlaten in de vorm van een super-dichte jet jet die het schip tot ultrahoge snelheden kan versnellen.
Volgens de auteurs van dit idee, ingenieurs van het NASA Space Flight Center genoemd naar Marshall, kan vandaag de dag een soortgelijke installatie worden gemaakt met behulp van bestaande materialen. Het zal de eerste mensen binnen een maand naar Mars brengen, en binnen enkele decennia zal het naar de sterren vliegen die het dichtst bij ons staan, met behulp van de "geïmproviseerde" brandstof in de vorm van interstellair gas en stof.
Waanzin berekenen
Tijdens de wedstrijd worden meer 'realistische' projecten gepresenteerd. Wetenschappers van de A&M University in Texas, de auteurs van het PROCSIMA-project, stellen bijvoorbeeld voor om de grootte en het vermogen van zowel de laser zelf als de "zeilboot" die hij versnelt, te verminderen door niet één, maar twee soorten emitters te gebruiken. De eerste zal nog steeds licht produceren, en de tweede - een bundel geladen deeltjes, die de rol spelen van een soort "vezel" voor elektromagnetische straling.
Deze deeltjes, zoals bedacht door de auteurs, houden fotonen in zichzelf, waardoor ze niet door de ruimte "verstrooid" kunnen worden, wat de efficiëntie van zo'n versneller met ongeveer 10 duizend keer zal verhogen en het mogelijk zal maken om op veel grotere afstanden te werken dan Breakthrough. Volgens hun berekeningen zal PROCSIMA in staat zijn om een kleine sonde met een diameter van een meter te versnellen tot 10% van de lichtsnelheid en deze over 42 jaar naar Alpha Centauri te brengen, of om de telescoop snel naar het punt te brengen waar de zwaartekracht van de zon het licht begint te vervormen.
Een lasermotor voor een sonde die naar Alpha Centauri vliegt.
Het tweede project, RPP, is een variatie op het thema "nucleaire motor". De makers stellen voor om een faciliteit te bouwen die zal worden gevoed door zeldzame isotopen. Hun verval zal leiden tot de vorming van positronen - de eenvoudigste vorm van antimaterie. Deze positronen kunnen worden gecombineerd tot een enkele bundel antimateriedeeltjes, waarvan de botsingen met een bundel gewone materie een krachtige stuwkracht genereren en het schip versnellen tot bijna-lichtsnelheden.
Inwoners van de "ijzeren" planeet
De meeste van de overige projecten van NIAC zijn gewijd aan de studie van Mars en andere planeten van het zonnestelsel, evenals aan het creëren van dergelijke onderzoeksmachines die voor onbepaalde tijd zouden kunnen werken.
Om deze reden is het algemene thema van deze projecten het zogenaamde ISRU-concept (in-situ resource use) geworden, dat is gebaseerd op het idee om alle 'geïmproviseerde middelen' te gebruiken, inclusief lucht, rotsen en andere toestanden van materie op planeten om sondes van energie en brandstof te voorzien. …
Wetenschappers van het NASA Ames Research Center stellen bijvoorbeeld voor om Mars te creëren en te "bevolken" met een speciaal soort paddenstoel die kan groeien op het oppervlak van de Rode Planeet. Deze paddenstoelen geven melanine en andere stoffen vrij die actief ioniserende straling en kosmische straling absorberen en beschermen mensen of machines tegen de effecten van straling.
In de toekomst kunnen dergelijke paddenstoelen worden gebruikt om de plastic componenten van de behuizing van Mars-bases te bedekken en het mycelium te gebruiken om bewoonbare modules en zelfs hele "steden" uit te rusten.
Hun collega's bij JPL ontwikkelen een echte transformerende robot die van vorm en manier van bewegen kan veranderen, zichzelf in onderdelen kan demonteren en op andere manieren met elkaar kan verbinden. Deze machine, FAR genaamd, zal bestaan uit vele primitieve minirobots die zijn uitgerust met een set propellers en andere eenvoudige voortstuwingsapparaten die in staat zijn verbinding te maken met objecten van willekeurige vorm en grootte.
Zo'n 'transformator' kan bijvoorbeeld veranderen in een bal die door de wind wordt aangedreven, in een torpedo die snel onder water kan zwemmen, in een analoog van een drone met een grote vleugel en in vele andere constructies die een verscheidenheid aan taken kunnen oplossen.
Robot "transformator" om Mars en andere planeten te verkennen.
Zijn concurrenten zullen een soort cyberbees zijn, die zijn ontwikkeld door ingenieurs van de universiteiten van Alabama en Japan. Vliegende insecten, zoals wetenschappers al lang hebben opgemerkt, verbruiken tijdens de vlucht ongewoon weinig energie, waardoor een kleine robot met bijenvleugels vele malen langer kan leven dan een gewone drone en drone. Bovendien zal een kleine massa van dergelijke cyberbugs het mogelijk maken om een zwerm van dergelijke robots naar Mars te sturen.
Het SPARROW-project, ontworpen om te zoeken naar sporen van leven op Europa, Enceladus en andere planeten met subglaciale oceanen, zal op een vergelijkbare manier werken. Het is een kleine drone die wordt aangedreven door waterdamp geproduceerd door de lander, die het ijs rond de planeet doet smelten.
Deze benadering, zoals de ontwikkelaars hopen, zal SPARROW in staat stellen om verschillende interessante punten op het oppervlak van deze planeten tegelijk te bestuderen, waar de eerste sporen van buitenaards leven kunnen worden gevonden.
Zoals NASA-experts benadrukken, zijn alle projecten die in het kader van de wedstrijd zijn goedgekeurd niet bedoeld voor snelle implementatie - het zal minstens tien jaar duren om ze te ontwikkelen. Het potentieel van alle goedgekeurde innovaties wordt echter naar verwachting voor 100% gerealiseerd.
