Delen:
10 Game-veranderende nieuwe ruimtevoertuigconcepten
De meest opwindende concepten zijn meestal degenen die het verst verwijderd zijn van het succes. Maar als onze voorouders het onwaarschijnlijke niet verkenden, zouden we nooit de Sea of Tranquility hebben overgeslagen of protonen in stof hebben gebroken. Evenzo, als we vandaag niet onwaarschijnlijk zijn, zullen we nooit de buitenste planeten of open pretparken op Mars kunnen ervaren.
10Zweet vliegende gravimetrie
Terwijl de meeste satellieten groter worden, stelt aerodynamische ingenieur Justin Atchison voor om kleiner te worden - veel kleiner. En hij kreeg van de NASA een Fase I-beurs om zijn voorgestelde zwerm Flyby Gravimetry te ontwikkelen. Dat klinkt ongelooflijk onheilspellend, maar de zwermen zijn eigenlijk scholen van adorably kleine sondes. Dit was een van de 12 projecten die de voorlopige zegen van NASA kregen op een recent symposium voor geavanceerde verkenningsconcepten.
De zwermen zijn perfect voor het bestuderen van enkele van de kleinste lichamen in ons zonnestelsel. De bijna-niet-bestaande zwaartekracht van deze lichamen heeft hen niet in kaart gebracht. Zonder dat de zwaartekracht fungeert als de metaforische draad tussen bal en peddel schieten ze met vrij veel snelheid voorbij elkaar. Kleine robots bieden een oplossing. En Atchison wil ze op kleine asteroïden gooien.
Het is moeilijk om de massa's minuscule ruimtebrokken vast te stellen. Dus een grotere moeder-sonde zal een hagelschot van reflecterende baby-sondes direct in het gezicht van een asteroïde schieten. De vele, verspreide vliegroutes van de nanoprobes worden digitaal gecombineerd om het zwaartekrachtsveld van het lichaam te extrapoleren. En het is superefficiënt, aangezien een enkele partij goedkope nanoprobes het werk doet van veel conventionele flybys. De gegevens die door de kleine asteroïden zijn ingeleverd, bieden chemische handtekeningen en aanwijzingen over innerlijke structuren.
9TALISE: Paddle Boats On Titan
Hoewel Europa en Mars de meeste liefde krijgen bij het zoeken naar buitenaardse wezens, kan de grootste maan van Saturnus, Titan, stilletjes de interessantste aliens van allemaal huisvesten. Europa heeft een oceaan met zout water, en we weten dat het vroege Mars zou kunnen zijn gepasseerd voor adolescente Aarde. Maar bij -180 graden Celsius (-290 ° F) hebben de zeeën van Titan water uitgewisseld voor vloeibare koolwaterstof. Dus als er enige levensvorm ontstond in deze absurde omgeving, zou het een unieke structuur hebben.
Conventionele rovers krijgen hun voeten niet nat. Dus om deze enge levensvormen te vinden, moeten we de methaanzeeën met een roeiboot varen. Ontworpen door een coöperatie van Spaanse ingenieurs en astrobiologen, lijkt TALISE uit een Playskool-catalogus gerukt. Toch ligt zijn bestemming in het hart van Titans op een na grootste zee, Ligeia Mare. Formally de Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer, TALISE weegt meer dan 100 kilogram (220 lb) en zou goed zijn voor een missie van zes maanden.
Er is nog geen lanceringsdatum, omdat de makers nog steeds beslissen over een voortstuwingssysteem. Hoewel ze na veel ruimen maar drie opties hebben: soepele wielen, peddels of kurkentrekkers. Helaas waren al de coolste opties al onhaalbaar. Dus raak niet te enthousiast over het vooruitzicht van tanktreden, propellers en zweefvliegtuigen.
8Mars Helicopter
Talloze roverconcepten zijn door de jaren heen voorgesteld. Dus hebben bijna net zoveel voortstuwingssystemen, inclusief rollen, stuiteren, graven en zelfs zwemmen.
Maar we hebben tot nu toe niet zoveel vliegende rovers gezien. Door een nieuw bewegingsvlak in de ruimteverkenningsvergelijking te introduceren, kan het dagelijkse rijbereik van een grondgebonden rover drievoudig worden verhoogd. Maar de Mars-helikopter zal zijn verplaatste broeders niet uit hun werk dwingen omdat het meer een aanvullend voertuig is. NASA's 'kleine helikopter die dat zou kunnen' is ultradraagbaar - het is ongeveer 1,2 meter (4 ft) breed aan de uiteinden van de bladen en weegt iets meer dan 1 kilogram (2 lb). De belangrijkste taak van de helikopter is om op te treden als een autonome verkenner die goed onderzoekt vóór zijn rover op het oppervlak.
Het is een enorm probleem om een voertuig van een miljard dollar tegen een rots op meer dan 50 miljoen kilometer afstand te krijgen, en achter de schermen is de planning verantwoordelijk voor elke rode centimeter die de huidige rover wint. Maar een vliegend verkenningsvoertuig kon snel het duidelijkste pad uitkiezen voor zijn ploeterende rover-partner, waardoor de menselijke handlers veel problemen hadden. Vanuit zijn torenhoge baars kon de helikopter gebieden van belang observeren die niet zichtbaar waren vanaf de grond, en zagen vreemd gevormde stenen voor eventuele rover-pickup.
Het meest opwindende is dat de NASA hoopt binnen drie jaar een volledig operationeel prototype te hebben. Dus als alles volgens plan verloopt, is de kleine helikopter misschien net op tijd klaar om de volgende Mars Rover in 2020 te vergezellen.
7Tiny Europa Sub
Europa is de astronomische appel van ons oog. De bevroren wereld heeft een verleidelijke aardse, zoute oceaan verborgen onder een hardnekkige ijslaag. Die schelp wordt op sommige plaatsen geschat op meer dan 15 kilometer (10 mijl) dik. Dit vormt een probleem. En de oplossing van NASA is een ... pijpbom? Verrassend is dat de hierboven afgebeelde sonde een dompelpomp met volledige service is, niet groter dan twee frisdrankbussen die van het ene einde tot het andere worden gelegd.
De Deeper Access, Deeper Understanding (DADU) -sonde is om verschillende redenen uniek, inclusief de lichtgewicht constructie. Het lenen van vracht in de ruimte is belachelijk duur: tienduizenden dollars per kilo werpen de groten in. Dus een bespaard pond is miljoenen centen verdiend.
De grootte is ook een zegen. Klein en glad, het lijkt erop dat het dikke stukken ijskorst moet kunnen omzeilen door zich een weg te banen door nauwe spleten of kloven. Maar er is geen weaseling nodig, omdat het plan de lander vraagt om een gat door het ijs te boren en zijn kleine maatje in het onbekende te duwen.
DADU heeft ook een adorably kleine suite van wetenschappelijke instrumenten.De sensor die wordt gebruikt om temperatuur, geleidbaarheid en diepte te bepalen, is kleiner dan een vingernagel. De sonar van DADU is iets groter maar past nog steeds gemakkelijk in een luciferdoosje.
Om de diepten van Europa veilig te plannen, blijft het kleine DADU-onderwaterboot via een lange en flexibele ketting verbonden met een groter vaartuig aan de oppervlakte. Deze reddingslijn zorgt ervoor dat de lander continu DADU kan voeden, waarbij de lithium-ionbatterij blijft zitten tijdens het zoeken naar Europese inktvis.
6Disco Ball In Space
Zie de bedazzled space ball. Gedroomd door University of Colorado Boulder studenten, de Drag and Atmospheric Neutral Density Explorer, of DANDE, was de zegevierende toetreder in een wedstrijd voor experimentele ruimte curiosa. Deze psychedelische discobal is gemaakt om te bobberen over de thermosfeer (de voorlaatste laag van onze atmosfeer), waarbij de weerstandskrachten worden gemeten op hoogten van 320-480 kilometer (200-300 mijl).
Dichtheidsberekeningen zijn soms met maar liefst 21 procent af. Dat is nogal een ongemak bij het coördineren van satellieten die met een lage snelheid over een lage baan om de aarde glijden. Het equivalent van een kosmische visserij-bob, DANDE volgt ruimtelijke en temporele variabelen in real time en geeft de informatie door waar nodig.
Na zes jaar sleutelen, zagen de 150 CU-studenten die bij het project betrokken waren hun dromen uitkomen op 29 september 2013, toen de Falcon-9-raket van SpaceX met succes DANDE en verschillende andere kleine satellieten in hun beoogde banen uitvoerde.
5Bigelow Space Habitats
https://www.youtube.com/watch?v=Rl6gLnZx3VA
Bigelow Aerospace is een particulier gefinancierde (meestal door oprichter Robert Bigelow) start-up die gespecialiseerd is in de ruimtehabitats van de toekomst. De blimpachtige structuren zijn niet mooi, maar in de ruimte is aerodynamica slechts een formaliteit, en je vaartuig kan zo lelijk zijn als je zou willen. Plus, wat de Bigelow-capsules missen qua esthetiek, ze maken dit meer dan goed in bruikbare meetwaarden, zoals de ruimte. En een vermogen om te laten leeglopen.
De grotere Bigelow BA 330, in ontwikkeling, verslaat absoluut de ISS Destiny-capsule qua volume. Het heeft een lengte van 14 meter (45 ft), vergeleken met de Destiny's 8 meter (28 ft), zodat toekomstige astronauten een half-court pick-up spel zouden kunnen spelen. Het beschikt over 330 kubieke meter (12.000 ft), waardoor astronauten terrestrische gemakken bieden als aparte slaapkamers. Het dankt zijn ruimtelijkheid aan centrale opslag en belangrijke gereedschappen bevinden zich in het midden van het leefgebied, in plaats van langs de muren zoals in het ISS.
Op aarde is het voorbereid als een klein pakket. Maar in de ruimte wordt het zogezegd een marshmallow van microgolven, waardoor het gemakkelijk inzetbaar is. Bigelow is van plan om twee van deze voertuigen met elkaar te verbinden en de ruimte te verhuren als miniatuur commercieel ruimtestation. Een vreemd probleem is dat de 330 zou kunnen zijn te groot. Binnen konden astronauten te ver van alle muren blijven hangen en niet in staat zijn om tegen een muur te duwen om zichzelf voort te stuwen, waardoor ze op hun plaats bleven. Maar de 330 huizen zes astronauten, dus een buddy moet altijd in staat zijn om te helpen.
Oh, en aangezien Bigelow Aerospace een privébedrijf is, kun je vandaag je kaartje kopen - voor slechts $ 25 miljoen een knal.
4Het 100-jarige Starship
De aarde is geweldig. Maar om een geavanceerde beschaving te worden, moeten we onze aardse ketenen afleggen en de kosmos bezaaien. Het lijkt misschien oneindig ver weg, maar sommigen plannen al een uitstekend interstellair avontuur.
Het 100-jarige sterrenschipprogramma (100YSS) heeft al monetaire zegeningen ontvangen van zowel NASA als DARPA, waarbij de laatste een koel miljoen naar beneden gooide om ons van de aarde af te krijgen. Het project wordt verdedigd door de voormalige NASA-astronaut Mae Jemison, de eerste Afrikaans-Amerikaanse vrouw in de ruimte. Het heeft ook de steun gekregen van verschillende gerenommeerde instellingen, waaronder van de buitenaardse jagers bij SETI.
Het doel is om interstellaire reizen mogelijk te maken binnen 100 jaar. Degenen erachter houden vol dat dit niet meer vreemd is dan de suggestie van H.G. Wells in 1901 over een maanlanding, en niet meer dan 70 jaar later speelden Amerikaanse astronauten golf op het maanoppervlak.
Een optie is om massa's bereidwillige ontdekkingsreizigers naar een gigantisch schip te leiden dat op de sterren is gericht. Een dergelijk concept werd ontworpen in de jaren '70 en 'Daedalus' genoemd. Vergelijkbaar met een Nimitz-vliegdekschip in omvang, zou deze door fusie gevoede kosmische ark door de melkweg zwerven, op zoek naar een acceptabele plek om de aarde II te vestigen.
3SOAR
Europa's belangrijkste satellietbouwer, Franco-Italiaanse Thales Alenia Space, werkt samen met Swiss Space Systems om een nieuwe privéoptie te bieden voor vluchten op grote hoogte. Esthetisch gezien is de SOAR meer vlak dan ruimteschip en moet hij meeliften op een kolossale Airbus A300-jumbojet voordat hij zichzelf in sub-baan schiet. Aanvankelijk opgesteld als een onbemande satellietleveringsdrone, wordt het slanke vaartuig opnieuw gebruikt voor mensen.
Helaas zullen we binnenkort geen ritten meer maken op het verduisterde vliegtuig omdat de Zwitsers wetenschappelijke beloning willen ontvangen voordat ze rijke ruimtetoeristen afreizen. In plaats daarvan biedt de $ 290 miljoen SOAR een wonderlijk uniek platform als microzwaartekrachtlaboratorium. Tests die meestal zijn gereserveerd voor het ISS en randen van de buitenste aarde kunnen nu zuiniger worden uitgevoerd terwijl het vliegtuig door parodische dalingen fietst. En satellieten kunnen in een baan om de aarde worden gebracht (hoewel het vliegtuig zelf nooit deze geraffineerde lucht bereikt) tegen een kwart van de kosten.
Met de gevleugelde anatomie van SOAR kan het terug naar de aarde glijden na missies als een vliegtuig, waardoor het een herbruikbaarheid is die door de meeste andere ruimtevoertuigen wordt benijd. Eschewing van het traditionele raketformaat verlaagt ook de kosten van missies aanzienlijk, omdat het kleine vliegtuig niet wordt aangedreven door enorme ladingen brandstof.
2Nautilus-X
NASA's Nautilus X ziet eruit alsof het is samengesteld uit willekeurige stukken vaatwerk die uit de gootsteen zijn getrokken, maar de patchwork-shuttle kan heel gemakkelijk een bemanning van zes huisvesten voor missies die maximaal twee jaar duren. De op DUPLO geïnspireerde Nautilus beschikt over uitwisselbare modules die kunnen worden verwisseld om te voldoen aan de eisen van een breed scala aan missies.
En hoewel het niet-atmosferische universele transport bedoeld voor langdurige Amerikaanse exploratie (Nautilus-X) zo onlogisch klinkt als het lijkt, is het een zeer veelzijdig en mobiel ruimtestation dat bemanningen door het zonnestelsel kan vervoeren. Helaas zal het niet in staat zijn om op planetaire oppervlakken neer te strijken, en astronauten moeten op en neer worden gedateerd als ze rond willen spetteren in maanstof.
Nautilus is misschien niet het mooiste ruimteschip, maar het is goedkoop. Voor $ 3,7 miljard komt het grofweg overeen met de gecombineerde kosten van de kleine Curiosity rover en Rosetta probe. Dat is een relatief staaltje, aangezien Nautilus als opvolger van het $ 150 miljard internationale ruimtestation zou kunnen dienen.
Het bepalende kenmerk is de donut rond zijn middel. De centrifugaalring zal draaien om kunstmatige zwaartekracht te produceren. Hoewel het niet zo sterk is als de aarde, houdt het astronauten op de grond. De middelpuntvliedende kracht beschermt ruimtevaarders ook tegen een verscheidenheid aan fysiologische problemen veroorzaakt door microzwaartekracht.
1Venus Cloud City
Onze zusterplaneet Venus was niet altijd een gesmolten bal van de hel. Het leven heeft daar miljarden jaren geleden kunnen bloeien. En het zou nog een keer kunnen gebeuren als het "cloud city" -concept van NASA tot wasdom komt. En aangezien Venus dichterbij ons staat dan Mars, biedt een reis daar ons een kans om onze kosmische trainingswielen af te werpen voor onze grote duw voor de rode planeet.
De luchtgemeenschappen van NASA zullen 50 kilometer (30 mijl) boven het oppervlak van Venut zweven. Op deze hoogten naderen de omstandigheden snel die op Aarde. In feite zou je het moeilijk hebben om ergens anders in het zonnestelsel een betere substituut te vinden, aldus missieplanners.
Hierboven drukken de drukken niet langer en zijn de temperaturen bijna aards. Het is ongeveer 75 graden Celsius (167 ° F), wat ver verwijderd is van de 425 (800 ° F) van het Venus-oppervlak. Bovendien zullen Venutiaanse kolonisten worden beschermd tegen dodelijke zonnestraling.
Lichter dan lucht, blimp-achtige vliegtuigen kunnen gemakkelijk omhoog blijven gedurende de duur van een 30-daagse missie, en een volledige rondreis duurt langer dan een jaar. Het hele plan wordt echter gecompliceerd door het onvermogen van het ruimteschip om ooit te landen. De grond is hete lava en het vaartuig moet ver boven het oppervlak blijven of zijn delicate instrumenten kunnen worden vernietigd.
Dat is moeilijk als je schip inzoomt op 7.250 kilometer (4.500 mijl) per uur. Maar nadat de parachutes (hopelijk) zijn ingezet, zal het vlot varen. Robotarmen ontgrendelen de opgevouwen blimp en pompen deze vol met helium. Op deze manier kunnen we een planeet koloniseren zonder in de buurt van de grond te komen.