NASA-experts hebben een lijst goedgekeurd van 22 "gekke" ruimteverkenningsprojecten, waarvan de auteurs technieken bedenken om de bodem van Mars te "koloniseren", een laser-, thermonucleaire en traagheidsmotor voor ruimteschepen en een Mars-rover op rupsbanden om Venus te veroveren, zo meldt de website van het bureau.
“De NIAC-wedstrijd van dit jaar en alle kandidaten die eraan deelnamen, waren geweldig. We kijken er naar uit hoe elk van deze projecten de manier waarop we het universum verkennen, zal transformeren en uitbreiden”, zegt Jason Derleth, NIAC Program Manager bij NASA.
Om de paar jaar organiseert NASA de NIAC-innovatiewedstrijd, waarin de specialisten van het bureau de meest gedurfde, bizarre en veelbelovende ideeën verzamelen en implementeren voor de studie van de nabije en diepe ruimte, evenals het oppervlak van de planeten van het zonnestelsel. NIAC is gericht op jonge wetenschappers - binnen zijn kader selecteert NASA jaarlijks ongeveer zeven tot tien uiterst risicovolle en veelbelovende ruimtevaartprojecten die zijn uitgevonden door kleine wetenschappelijke teams, en stelt ze middelen en fondsen ter beschikking voor de uitvoering ervan.
In 2015 stelden JPL-wetenschappers bijvoorbeeld voor om een lifter-sonde te maken die rond het zonnestelsel zou vliegen bovenop asteroïden, en in 2013 creëerde een ander team van wetenschappers een Venusiaans zeilbootproject dat langs Venus zou bewegen onder invloed van de wind. …
Dit jaar waren onder de winnaars van de wedstrijd niet alleen nieuwkomers die net lid zijn geworden van het NIAC-programma, maar ook een tiental projecten die al zijn goedgekeurd door NASA en die aanzienlijk succes hebben geboekt bij de uitvoering ervan. De eerste ontving subsidies voor een bedrag van USD 125 duizend en de laatste ontving subsidies voor een bedrag van USD 500 duizend.
Voorbij oneindigheid
Nieuwkomers dit jaar, merkt NASA op, waren bijzonder ambitieus en ongebruikelijk, zelfs voor projecten die meestal bij NIAC terechtkomen. De "nieuwkomers" stelden verschillende projecten voor van sterrenschepen, sondes die "voor altijd" op het oppervlak van planeten met lage zwaartekracht konden springen, en nog veel meer.
Promotie video:
De ontdekking van aardachtige planeten buiten het zonnestelsel en de onthulling van het verleden van Mars doen bijvoorbeeld steeds meer wetenschappers nadenken over de mogelijkheid om andere werelden te koloniseren.
Adam Arkin van de University of California in Berkeley en zijn team stellen voor om een speciale bacterie te creëren die de bodem van Mars, verzadigd met perchloraten en andere giftige stoffen, zal transformeren in grond die geschikt is om te planten. Om dit probleem op te lossen, is het team van Erkin van plan de genomen te bestuderen van de twee meest hardnekkige stammen van de microbe Pseudomonas stutzeri, die in staat zijn om perchloraten te "eten" en de bodem te verzadigen met stikstofverbindingen, en ze aan te passen aan het leven op Mars.
Team John Brophy van NASA's Jet Propulsion Laboratory stelt een varend ruimteschip voor dat wordt aangedreven door een ionenmotor en een gigantische "zeil" zonnebatterij die wordt aangedreven door een laser op of in de baan van de aarde. Zo'n ontwerp, zoals aangetoond door voorlopige berekeningen van wetenschappers, zal Pluto binnen vier jaar bereiken en binnen 12 jaar naar de veronderstelde baan van de "X" vliegen.
Voor zijn werking is, vanwege de aanwezigheid van een ionenmotor in het zeil zelf, een laser met een vermogen van slechts 100 megawatt vereist, en niet 100 gigawatt, zoals voor een eenvoudige laser "zeilboot", die de kosten van het te water laten van het schip en het bouwen van de zender zal verminderen.
Heidi Fearn van het Institute for Space Research in Mojave (VS) biedt een nog radicalere optie voor het creëren van een ruimteschip dat werkt aan een ongebruikelijke (en tot dusver controversiële) eigenschap van ruimte-tijd, die in 1896 werd ontdekt 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 de Amerikaanse natuurkundige James Woodward in 1990 aantoonde, kan in theorie worden gebruikt om een ruimtevaartuig te versnellen zonder brandstof te verbruiken, waarbij geladen objecten in bepaalde perioden worden aangetrokken en afgestoten.
Sterrenschip op de “ inertie ” engine, getekend door de auteur van het idee. Foto: Heidi Fearn
Aangezien de hypothese van Mach en de berekeningen van Woodward in tegenspraak zijn met de relativiteitstheorie, zijn de meeste natuurkundigen negatief over het idee om dit effect te gebruiken om een motor te maken. Desalniettemin heeft NASA het project van Farn en haar collega's goedgekeurd, aangezien er de afgelopen jaren voldoende bewijs is dat dergelijke exotische systemen, zoals de "Mach-engine" of EmDrive, echt kunnen werken.
Als deze ideeën slagen, zal het team van Farn eerst de Mach-motor testen op aardse satellieten en deze vervolgens gebruiken om naar planeet X te vliegen, of de dichtstbijzijnde exoplaneet naar de aarde, 5-9 lichtjaar van het zonnestelsel.
Reis naar Pluto
Deelnemers aan de tweede fase van de NIAC stelden minder ambitieuze, maar meer realistische projecten voor: een thermonucleaire sonde voor het bestuderen van Pluto, een autonome robot met rupsbanden die kan overleven op Venus, een zeilschip en een "vergrootglas" voor mijnbouw op asteroïden.
Een team van wetenschappers uit Princeton stelt voor om de PFRC-fusiereactor, die nu aan de universiteit wordt ontwikkeld, te gebruiken als motor en krachtbron voor de sonde en lander om Pluto te bestuderen. Beide apparaten met een gewicht van een ton kunnen dankzij het hoge vermogen van de reactor in slechts vier jaar aan de dwergplaneet worden geleverd. In een baan om de aarde zal de sonde ongeveer een megawatt aan elektriciteit opwekken, waardoor alle denkbare verkenningen mogelijk zijn.
Hun rivalen bij NASA's Jet Propulsion Laboratory creëren een machine die de gezamenlijke Russisch-Amerikaanse missie Venus-D zou kunnen helpen als die geen politieke goedkeuring krijgt. Jonathan Sauder en zijn collega's in het laboratorium creëren een robot die de helse omstandigheden op het oppervlak van Venus kan weerstaan en daar maandenlang autonoom kan werken.
Het geheim van een dergelijke overlevingskans zal zijn dat de AREE-rover bijna volledig verstoken zal zijn van elektronische componenten en qua structuur zal lijken op de "automaten" van Leonardo Da Vinci, en niet op moderne rovers en landingsmodules. Zo'n hybride benadering zal AREE volgens wetenschappers in staat stellen een record lang op Venus te leven en veel waardevolle geologische informatie te ontvangen. Zoals wetenschappers van plan zijn, zal AREE worden uitgerust met een radio-isotoop-stroombron en een chassis met rupsbanden, die zijn levensduur zullen maximaliseren.
Het actieve zonnezeilmembraan helpt u ultrahoge snelheden te bereiken zonder brandstofverbruik. Foto: Siegfried Janson
Particuliere ruimtevaartorganisatie TransAstra en de Aerospace Corporation stellen twee ongebruikelijke sondes voor die de kosten voor het lanceren en bedienen van ruimtevaartuigen zullen verlagen. De ingenieurs van TransAstra werken aan een speciaal tweedimensionaal ruimtevaartuig met een membraan dat van vorm kan veranderen om de hoeveelheid zonne-energie te maximaliseren.
Deskundigen van de Aerospace Corporation maken op hun beurt een sonde die het licht van de zon op het oppervlak van asteroïden kan richten en zijn energie kan gebruiken om mineralen te extraheren. Beide, hopen NIAC-leden, zullen de kosten van het lanceren en bouwen van ruimtevaartuigen en ruimteverkenning in het algemeen verlagen.
Zoals NASA-experts benadrukken, zijn zowel de "vreedzame tractor" voor Venus als andere projecten die zijn goedgekeurd onder de NIAC nog steeds een kwestie van de verre toekomst - het zal nog ongeveer tien jaar duren voordat hun ontwikkeling is voltooid. Desalniettemin hebben experts van het lucht- en ruimtevaartbureau er vertrouwen in dat het potentieel van alle goedgekeurde innovaties voor 100% zal worden gerealiseerd.
