10 gekke oplossingen voor ruimtelijke problemen

Niets is meer deprimerend dan te veronderstellen dat de mens voor altijd zal worden beperkt tot een enkele, kleine rots genaamd Aarde. Maar terwijl we proberen ons menselijk imperium uit te breiden naar het bereik van de ruimte, worden we geconfronteerd met een groot aantal problemen die onze plannen om een ​​echt geavanceerde beschaving te worden bedreigen. Gelukkig kent onze innovatie geen grenzen, en onze nieuwsgierigheid wordt vaak beloond met de onwaarschijnlijkste oplossingen.

10 Krachtvelden voor het beschermen van astronauten tegen straling

In 2008 ontwikkelden wetenschappers van het Rutherford Appleton Laboratory in het Verenigd Koninkrijk een werkkrachtveld dat tegen moordenaars uit de zon waakt. Een instrument van oorlog in ruimtefilms, de praktische toepassing van echte krachtvelden is veel minder glamoureus - hoewel veel belangrijker - omdat het astronauten zou beschermen tegen kanker. Bovendien zou het conventionele afschermingsmaterialen vervangen, die zwaar zijn en de nuttige lading van een shuttle beïnvloeden.

Uitgerust met een minuscuul model kon de "mini-magnetosfeer" het grootste deel van de schadelijke zonnestraling omleiden van de astronauten die in een echt schip zouden zijn. Het prototype werkt door een magnetisch veld te creëren dat veel lijkt op dat rond de aarde, en het is verbazingwekkend krachtig omdat zonnestraling al is opgeladen, dus botst het eenvoudigweg op het onzichtbare schild. Een opgeschaalde versie kan levens redden als een zonnevlam uitbarst, en toekomstige versies kunnen zelfs lasers afbuigen.

Hoewel deze technologie nuttig zou zijn bij onze onvermijdelijke eerste vlucht naar Mars, zou het enorme hoeveelheden energie kosten tijdens een reis van 58 miljoen kilometer (36 miljoen mijl).

9 Zwevende energiecentrales in baan omdraaien

Japan, dat honger heeft naar energie, zou binnenkort in een crisis terecht kunnen komen nu het dichtbevolkte land enorme hoeveelheden stroom gebruikt om hun apparaten en transformerende robots te laten draaien. De extreem aardbevingsgevoelige natie is op zijn hoede voor kernenergie, gezien de recente ramp in Fukushima. Verder is er niet veel leeg land om te ontwikkelen tot zonnestations in een land dat kleiner is dan Californië, maar al drie keer zo dichtbevolkte.

Gelukkig heeft het Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) een letterlijk buitenaardse oplossing die de afhankelijkheid van wereldwijde bronnen zou kunnen verminderen: gigantische reflectoren in een geosynchrone baan rond de aarde. Deze gigantische spiegels richten de energie van de zon op ontvangers - ook in een baan - en vervolgens wordt de opgeslagen kracht van miljarden en miljarden kleine receptorantenne naar de aarde gestraald in de vorm van microgolfstraling.

Deze technologie zou meer dan 100 jaar innovatie overbruggen, van de theorieën van Tesla over draadloze krachtoverbrenging in de vroege jaren 1900 tot de introductie van de fotovoltaïsche cel 60 jaar geleden. Het verplaatsen van een dergelijke installatie in een baan lijkt de logische progressie te zijn, omdat zonnecellen dramatisch effectiever zijn als ze niet worden gehinderd door onze atmosfeer. Maar het bouwen van een omvattend zonnestation stelt JAXA voor met ongekende logistieke complicaties, dus een werkend model is ongeveer 25 jaar verwijderd.

8 Gebruik Sun Sails in plaats van brandstof of motoren

De Sunjammer kan een nieuwe vorm van ruimtevaart inluiden. Chemische brandstoffen zijn duur en omslachtig, maar de Sunjammer kan een grenzeloze energiebron aanboren om zichzelf - en toekomstige ambacht - door de kosmos te voeden.

Een huwelijk van bloedstollende technologie en archaïsche transportmethoden, de Sunjammer is een gigantisch zeil. Met een oppervlakte van 1.210 vierkante meter (13.000 ft) is het in staat om de zonnewind te oogsten door te vertrouwen op hetzelfde fundamentele concept dat de Ouden duizenden jaren geleden gebruikten om de Aarde te verkennen.

Al gepland voor lancering in november 2014 aan boord van een Falcon 9-raket, zal het zeil zich ontvouwen zodra het uit zijn moedervaart is ingezet en als een uitgebreid weerstation fungeren, waar het zonneactiviteit observeert. De beweging ervan is afhankelijk van inkomende fotonen van de zon, die zelf druk uitoefenen ondanks hun geringe grootte. Het zeil zou dit momentum gebruiken om zichzelf voort te stuwen - samen met elk schip dat eraan vastzit - zonder motor of brandstof te willen.

De Sunjammer zelf zal eenvoudig worden geleid door de krachten die erop worden uitgeoefend door zonnedeeltjes, hoewel toekomstige versies worden aangedreven door baanlasers die in staat zijn om veel meer geconcentreerde vermogensstoten te produceren. Honderden jaren in de toekomst zou een gigantisch Texas-groot zeil - bevestigd aan een ruimtevaartuig - ons in staat stellen om naburige sterrenstelsels binnen enkele eeuwen te bereiken (het dichtst bij is 4,3 lichtjaar van ons vandaan).

7Koloniseer de maan in plaats van Mars

In de zoektocht van de mensheid naar een tweede thuis lijkt Mars de meest waarschijnlijke kandidaat, maar toch is het koloniseren van onze relatief gastvrije buur een taak die meerdere orden van grootte ingewikkelder is dan alles wat eerder werd geprobeerd.

Dus waarom moeite doen? De maan bewijst zichzelf een veel meer haalbare optie te zijn, deels - en het meest natuurlijk - vanwege de nabijheid van de aarde. Afstand is echter niet de enige overweging, aangezien de terraforming strookjes van Marsland een Herculische inspanning zou zijn vanwege geografische overwegingen.

Terraforming the Moon zou veel beter beheersbaar zijn, dankzij een overvloed aan uitgestrekte ondergrondse grotten, gecreëerd door oude lavastromen.

Een basis of kolonie onder de maanbodem kan ons wegsluizen van de zonneflux, bescherming bieden tegen de straling, extreme verschuivingen in temperatuur en incidentele effecten die het oppervlak teisteren. Bovendien heeft de maan een veelheid aan kraters. En deze kunnen gemakkelijk overkoepeld worden, waardoor een mensvriendelijke omgeving ontstaat waar temperatuur, druk en zuurstofgehalte eenvoudig kunnen worden geregeld.

6Skin-Tight, Muscle-Simulating Space Suits

MIT-onderzoekers hopen de iconische, omvangrijke ruimtepakken te vervangen door een gestroomlijnd nieuw model dat net zo goed een Adidas-trainingspak zou kunnen zijn.Toekomstige astronauten moeten mobiel genoeg zijn om stenen op te schudden en rond te graven in het vuil terwijl ze planetaire oppervlakken verkennen.

Huidige ruimtepakken beperken beweging, en de weinige keren dat mensen op een buitenaards oppervlak zijn gestapt, waren ze minder dan behendig. MIT's versie van het ruimtepak is een body-hugging unitard die fungeert als een extra muur van spier-spoelen ingebed in het pak die de lichaamsbewegingen van astronauten kan samentrekken en aanvullen.

Het belangrijkste is dat de spoelen ook het pak onder druk zetten, ter vervanging van de huidige technologie die de pakken van vandaag opvrolijken met gas, net als een ballon. Zonder de noodzaak van een compartiment onder druk dat de astronauten beschermt tegen het bijna-vacuüm van de ruimte, hoeven toekomstige pakken niet langer omvangrijk en groot te zijn.

Het materiaal reageert op de lichaamswarmte van de drager en "schakelt uit" wanneer het niet in gebruik is. En de spoelen zelf zijn gemaakt van een legering met nikkel en titanium-vormgeheugen - een flexibel, elastisch materiaal dat "onthoudt" en kan terugkeren naar eerdere vormen. Dus astronauten kunnen het snel uittrekken of aan doen. Bovendien ziet het er niet half slecht uit.

5 Embryo's naar de ruimte sturen in plaats van volwassenen

Misschien is dit de gekste oplossing voor het probleem van langere ruimtevluchten, stelt Project Icarus voor om embryo's te sturen in plaats van astronauten. Naarmate we ons uiteindelijk in het universum verspreiden, zal de duur van onze reizen snel overeenkomen met of langer zijn dan de functionele levensduur van een mens.

"Sleeper Ships" of "Seed Ships" zouden fungeren als gigantische diepvriezers die massa's embryo's de ruimte in sturen, exoplaneten op afstand koloniseren en mogelijk - volgens Icarus - het menselijk ras rebooten, mocht een dergelijke behoefte ooit ontstaan. Dit zou verschillende problemen verlichten: het schip hoeft niet te snel te zijn, embryo's kunnen gemakkelijk worden beschermd tegen straling en u voorkomt dat volwassenen worden gestuurd die niets anders te doen hebben dan hun duimen te twiddle. Bij aankomst zouden de embryo's worden geïncubeerd in kunstmatige baarmoeders.

Het is duidelijk dat dit idee behoorlijk fantastisch is en niet wordt nagestreefd door grote ruimteagentschappen, maar het is een interessante overweging voor de verre toekomst, zelfs met de bijbehorende batterij van mogelijke nadelen voor een dergelijke opstelling. Met name het opvoeden van de kinderen zou problematisch zijn.

4Growing Plants In Mars of Lunar Bodem voor voedsel

Een probleem voor toekomstige ruimtekolonialisten is levensonderhoud. Het is niet haalbaar om constante voedselbevoorrading te verwachten als de mensheid een tweede buitenpost in het zonnestelsel opzet, dus moeten ze een manier vinden om zelfvoorzienend te zijn. Als een mogelijke oplossing probeerde een team van wetenschappers - met wisselend succes - gewassen te verbouwen in verschillende soorten buitenaardse wezens.

De grond werd geleverd door NASA, die verschillende soorten grond verzamelt van vulkanen hier op aarde die de samenstelling nabootsen van die op de maan en Mars. Het enige verschil tussen deze en inheemse gronden gevonden op de hemellichamen zijn sporen van ammonium en nitraten, die de vruchtbaarheid van de grond zouden kunnen hebben verbeterd.

Het team heeft verschillende zaailingen op deze gronden verplant, waaronder tarwe, wortels, tomaten en mosterd. Ze plantten ook verschillende soorten die atmosferische stikstof in voedsel konden omzetten, omdat de planten stikstof als voeding nodig hebben.

Ze ontdekten dat sommige planten de buitenaardse bodems innamen, zelfs zonder toevoeging van voedingsstoffen. De bodem van Mars bleek de beste keuze, terwijl de maanmonsters het minst gastvrij waren. Interessant is dat de Marsplanten het nog beter deden dan de controles, die werden gekweekt in bodems die uit de bodems van de rivieren werden gehaald. Verschillende vragen blijven echter bestaan, omdat de introductie van microzwaartekracht de zaken nog ingewikkelder zou kunnen maken. Waterretentie kan ook dingen radicaal veranderen, omdat de monsters in de studie in potten werden gekweekt.

3D-asteroïden vervormen door ze met lasers te smelten

Asteroïde effecten zijn een dringende zorg. We zijn al een tijd niet getroffen door een grote. En aangezien de aarde periodiek wordt dichtgesmeten door grote ruimterots, kunnen we op een dag de mogelijkheid van totale vernietiging te lijf gaan.

Een asteroïde in stukken blazen met een enorme bom is geen haalbare optie - de explosie zou eenvoudig veel kleinere stukjes maken die over onze planeet zouden regenen. De beste oplossing lijkt een klein stukje asteroïde te smelten met behulp van een krachtige orbitale laser.

Verschillende verschillende lasersystemen zijn voorgesteld, waaronder DE-STAR, dat verdacht veel lijkt op een enorm, open matchbook. Eén gezicht bevat zonnepanelen die de zonnestralen concentreren en het aangrenzende oppervlak produceert een reeks lasers die overgaan in een enkele straal.

Verbazingwekkend is dat de bundel zich zal concentreren op een asteroïde met een diameter van 30 meter (100 ft) vanaf ruim 148 miljoen kilometer (92 miljoen mijl) verderop, wat ongeveer de afstand is van de aarde tot de zon. Dit zal de asteroïde letterlijk een geheel nieuwe staart geven, en het spuwen van materiaal zal de rots wegleiden van onze planeet. Een systeem met deze complexiteit zal waarschijnlijk nog geen 30-50 jaar gereed zijn, omdat elke "klep" van het koppelboek bijna 10 kilometer (6 mijl) lang zou moeten zijn.

2Smondsproeten naar kometen met 'Velcro'

NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) ontwikkelt een reeks 'sticky-fingered' robots met een ongeëvenaarde behendigheid. Gesynchroniseerde Lemur Bots - er zijn verschillende varianten - deze robots hebben verschillende toepassingen, maar ze worden gewaardeerd om hun vermogen om zogenaamd te vergrendelen op asteroïden.

Contact opnemen met een asteroïde of komeet is een ongelooflijke staaltje van wiskundige coördinatie, maar het is een taak zonder weerga om zo'n ruimtesteen naar willekeur vast te grijpen en los te laten. De Lemur Bot maakt gebruik van honderden kleine, micro-spine ankers die oppervlakken kunnen vastgrijpen en vervolgens net zo gemakkelijk kunnen losmaken, waardoor de bot op zijn vrolijke manier kan gaan.Het is eigenlijk hetzelfde principe achter klittenband.

De lenige, met spine bedekte ledematen van de Lemur laten het toe om de oppervlakken van kometen te verkennen, terwijl ze voldoende lang genoeg verbonden blijven om monsters te verzamelen. Deze stukjes ruimtepuin hebben letterlijk geen zwaartekrachtsinvloed, dus zelfs een sterk niesgeluid zou ze gemakkelijk in de ruimte kunnen wegjagen. De robot kan ook naar Mars worden gestuurd, waar hij zijn klittenbandgreep kan gebruiken om de zijkant van lavabuizen op te schalen om monsters te verzamelen voor analyse.

1Mangemaakte planten om zuurstof te produceren

Astronauten hebben de neiging vrij snel te sterven zonder zuurstof. Zou het niet fijn zijn als we een gemakkelijke, low-tech manier hadden om ademende lucht te creëren? Julian Melchiorri, een student aan het Royal College of Art, denkt van wel en heeft een synthetisch blad ontwikkeld dat zuurstof kan creëren.

Het robotblad bevat chloroplasten, de biologische conversiecentra die in echte planten worden gevonden. Deze kleine zuurstoffabrieken worden gesuspendeerd in een matrix van zijde-eiwitten en zetten CO om₂, water en licht in noodzakelijke zuurstof voor mensen in de ruimte. U hoeft zich geen zorgen te maken over de gevolgen van microzwaartekracht, wat onze pogingen om echte planten in de ruimte te laten groeien kan belemmeren.

Door het blad kan het maken van een terraforming veel eenvoudiger worden, omdat een dunne laag van dit materiaal overal kan worden aangebracht. Het kan bijvoorbeeld de wanden en plafonds van onze toekomstige ruimtehabitats bekleden en een leefbare omgeving creëren binnen elke ingesloten structuur.

De enige noodzakelijke hulpbron is water, omdat er veel licht is en CO₂ wordt de hele dag geproduceerd door astronauten. Water moet gemakkelijk genoeg zijn om te verkrijgen, omdat de NASA en andere ruimtevaartinstanties al de technieken hebben geperfectioneerd die worden gebruikt om urine om te zetten in drinkbaar H₂O steeds opnieuw.