10 rare oplossingen voor uitdagende ruimteproblemen

Met zoveel problemen voor ingenieurs en astronauten lijkt het soms alsof dit hele kosmische onderzoek ding het niet waard is. Gelukkig spannen pro-wetenschappers en amateurs elkaar in om zelfs de meest uitdagende problemen op te lossen, vaak met enorme implicaties voor de toekomst van de mensheid.

Aanbevolen afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech

10De Hedgehog Comet-Hopper

Zoals de Philae-lander onlangs heeft bewezen, is het landen op een komeet buitengewoon lastig. Navigeren over het oppervlak van een komeet? Dat is een heel nieuw probleem. Op kosmische schaal zijn kometen op zijn best kiezelstenen, en hun schamele zwaartekracht staat meestal geen terrestrische activiteiten toe zoals rondbewegen.

Een hartelijk niezen zou iemand in een baan kunnen duwen, en zelfs wielen worden onbruikbaar gemaakt, waardoor rovers onhaalbaar worden voor onderzoek naar de kometen. In plaats daarvan heeft NASA concepten onthuld voor een kleinere sonde die zichzelf kan rollen of lanceren in de omstandigheden van laagzwaartekracht. De Hedgehog-robots, zoals ze whimsically genoemd worden, zijn in feite kubussen met spikes bevestigd op elke hoek. Deze spikes beschermen niet alleen de delicate wetenschappelijke instrumenten binnen, maar fungeren ook als voeten, met behulp van interne vliegwielen om de Egel over de komeet te lanceren. Wanneer finesse vereist is, kan de egel zich over kleinere afstanden als een tuimelwolk laten rollen.

De robots hebben al verschillende microzwaartekrachtstests doorstaan ​​aan boord van het C-9-vliegtuig van NASA en hebben zich op verschillende gesimuleerde terreinen even goed kunnen overtuigen. De egels zijn ook gemakkelijk voor de kas van NASA, kost veel minder dan vrijwel alles wat ooit op een vreemd lichaam is geland.

En het beste deel? Als je The Hedgehog bekijkt, voer je de 'Tornado' uit, een spastische beweging die wordt gebruikt om het 'varken uit kleverige situaties te bevrijden.

9 Kunststof producerende, ademende gist

Het bevoorraden van astronauten in de diepe ruimte is bijna onmogelijk, dus de oplossing is om naar een dichterbijzijnde bron te zoeken - de astronauten zelf. NASA heeft Clemons University onlangs $ 200.000 toegekend om een ​​methode te perfectioneren om plastics en voedingsstoffen af ​​te leiden uit urine en uitgeademde CO₂.

Hoogleraar Chemische en bio-engineering Mark Blenner wil een combinatie van gist en algen gebruiken om een ​​onuitputtelijke bron van voorraden te creëren, waaronder Omega-3-vetzuren, om de hersenen van astronauten gezond te houden. Gist is een wonderbaarlijk organisme en kan worden veranderd om allerlei soorten nuttige verbindingen te produceren tot en met plastic polymeren, die ter plekke in gereedschappen kunnen worden geweven, waardoor tonnen deeg in lanceringskosten worden bespaard.

Maar om de gist gelukkig te houden, heeft men overvloedige stikstof en lipiden nodig. Gelukkig is stikstof overvloedig aanwezig in de urine en kan het gemakkelijk worden toegediend wanneer de natuur het vraagt. De heerlijke lipiden kopen is een arbeidsintensiever vooruitzicht. Bepaalde soorten algen kunnen deze vetstoffen uit koolstof produceren, die zelf wordt geëxtraheerd uit de CO₂ in de uitademingen van de astronauten.

8De Zwitserse Space-conciërge

Onoplettende tienerbestuurders en de morbide obesitas zijn niet de enigen die buitensporige verzekeringspremies oplopen. Terwijl de luchtbel rond ruimte rond de aarde vol raakt met vuilnis, neemt het gevaar voor satellieten toe en stijgen de verzekeringstarieven omhoog.

Om het risico van hypersonische prullenbakken te verzachten, stuurt het schoonste land ter wereld, Zwitserland, een robotachtige conciërge aan. CleanSpace One is de naam die wordt gegeven aan een prototypische lijn van bewarende satellieten belast met het opzuigen van de half miljoen stukjes grof die de bovenste regionen van de aarde mesten.

Na een rendez-vous met een vervallen brok ruimtevaartapparatuur met snelheden van bijna 29.000 km / u (18.000 mph), grijpt de CleanSpace One-eenheid vast met zijn mechanische arm en gooit deze op de meest metaalachtige manier weg: hij valt naar de aarde, valt uiteen zowel zichzelf als de aanstootgevende weigering in het proces.

Als alles volgens plan verloopt, verwacht dan dat deze slechte jongens tegen 2020 de baanvakken zullen bevaren.

7Schiet paintballs op asteroïden

Asteroïde-effecten kunnen dodelijk zijn voor de mensheid en onze beste geesten zijn gerekruteerd om uit te vinden hoe een doemscenario kan worden afgebogen. Voor de hand liggende oplossingen zijn het smelten van de zuignap met een hittegolf of het afschieten van nucleaire smithereens, maar Sung Wook Paek heeft een nieuw idee-paintballs.

Mogelijk geformuleerd na een paar biertjes, Paek's methode omvat het afvuren van een salvo van paintballs op de aanstootgevende asteroïde, coating het met een laag verf en het veranderen van zijn albedo, of reflecterende index. Een donkerdere asteroïde absorbeert meer warmte, smelt en ondergaat een verandering in de baan. Evenzo reflecteert een lichtere asteroïde zonnestralen, behoudt meer van zijn ijsmassa en ondergaat een verandering in het traject.

Hoe dan ook, we zouden worden gered. En hoe vergezocht het ook klinkt, het is eigenlijk haalbaar omdat paintballs veel goedkoper zijn dan orbitale lasers of kernwapens. Omdat asteroïden zulke gigantische banen langs de hemel volgen, hoeven we slechts een kleine verandering teweeg te brengen. Meer dan miljoenen en miljoenen mijlen, zelfs de kleinste verschuiving kan een asteroïde van zijn aardse bull's-eye afleiden.

6Ants In Space

Ants in Space is niet het langverwachte vervolg op Snakes on a Plane. Een gevestigd ISS-armatuur en fonetische mondvol, de Commercial Generic Bioprocessing Apparatus Science Insert (CSI-06-programma), of kosmische mierenkolonie, zal wetenschappers helpen efficiëntere algoritmen te ontwikkelen om een ​​revolutie teweeg te brengen in robotica en AI-industrieën.

Het mooie aan mieren is dat er geen echte centrale intelligentie is. Er zijn geen grote baasmieren om taken naar handarbeiders te degraderen. In plaats daarvan is het meer een collectieve intelligentie. De mieren werken samen om hun omgeving te begrijpen en werken dan onvermoeibaar door om een ​​doel te bereiken, of het nu gaat om foerageren, vechten of wat dan ook.

Door on-the-go metingen uit te voeren met hun antennes en deze door te geven, kunnen de Amerikaanse bestratingmieren die in het onderzoek zijn gebruikt de ultieme efficiëntie bereiken, vooral als het gaat om het uitzoeken en verkennen van nieuwe locaties. En het is alleen maar mogelijk dat deze anti- afgeleide verkennende algoritmen onze eigen mogelijkheden zouden kunnen stimuleren.

5NASA's nieuwe sportwagen Rover

NASA vindt het hoog tijd om de zelfrijdende automarkt te betreden en heeft onlangs een Modular Robotic Vehicle (MRV) snel bijgehouden naar hun Game Changing Development Program Office. Blijkbaar de grappigste rover van de geschiedenis, wordt de MRV beschreven als een absolute explosie om mee om te gaan en is deze vergeleken met "rijden op ijs."

Deze slechte jongen is ook drive-by-wire, wat betekent dat de besturing, pedalen, motoren en transmissie niet verbonden zijn en in plaats daarvan elektronisch coördineren. Esthetisch vermijdt het het golfkar-motief van traditionele rovers ten gunste van een progressieve, duinbuggy-smaak.

En met zijn 100 kilometer (62 mijl) bereik en een zinderende topsnelheid van 64 kilometer per uur (40 mph), ondersteunt het zijn gewaagde nieuwe stijl met ongeëvenaarde prestaties. Het behandelt ook als een winkelwagentje, maar we bedoelen dat op de beste manier, omdat het zijn ongekende mobiliteit dankt aan een roterend stel wielen. Dit nieuwe "e-corner" -systeem stelt astronauten of autodieven in staat om allerlei belachelijke manoeuvres uit te voeren, inclusief bochten van nul graden en zijwaarts rijden.

4ARES, de uitklapbare Mars-verkenner

De toekomstige eerste mens op Mars leeft nu, waarschijnlijk met astronauten, en dit feit biedt perspectief over hoe dicht we ons bij de grootste prestatie van de mens bevinden (tot nu toe). Maar voordat de meest jetlagige astronauten ooit het oppervlak van Mars hebben begraven, moeten we een ontspannen plek verkennen om te landen en Earth 2.0 te starten.

De Spirit, Opportunity en Curiosity Mars-rovers werken hun wielen af ​​tot bloedige knobbels, zegenen hun hart, maar hebben slechts een gecombineerde 56.55 kilometer (35.14 mi) afgelegd. Om grote delen land binnen de atmosfeer van Mars te evalueren, hebben omloopwetenschappers het Aerial Regional Environmental Enquêtes Mars-onderzoek (ARES) voorgesteld.

Het autonoom aangedreven vliegtuig zou boven het oppervlak van Mars worden ingezet als een kleiner, door elkaar gegooid pakket in een beschermende aeroshell. Na het afdrijven van zijn parachute en hitteschild, ontvouwt het vliegtuig zichzelf in de lucht en begint zijn verkenningsmissie zonder ooit rode grond aan te raken.

Met dikke vleugels om de verheven Marslucht en de brede blauwe strepen vast te houden om er fris uit te zien, zou ARES net zo goed een Kinderei-prijs kunnen zijn. Gelukkig kun je het beste doen, want de geweldige mensen bij NASA hebben een afdrukbare papieren ARES gemaakt voor je eigen civiele amusement.

3Self-Healing Spacecraft

Kosmische effecten treden op met zulke duizelingwekkende snelheden dat zelfs de kleinste voorwerpen gapende gaten in de meest robuuste ruimtevaartuigen kunnen slaan. Evenzo zijn materialen die aan boord van het ruimtestation zijn beschadigd, mogelijk door aan astronauten gerelateerde handelingen van onhandigheid, een hoofdpijn om te repareren en een monetaire verspilling, omdat het een klein fortuin kost om lading in een baan te laten springen.

Maar hopelijk niet lang, omdat de NASA een zelfherstellend materiaal heeft ontwikkeld dat zichzelf binnen twee seconden na beschadiging kan verjongen. NASA bereikt dit door dubbel-stapeling van lagen van polymeer rond een magische, gelatineuze rommel vol met een Wolverine-geïnspireerde stof genaamd tributylboraan.

Denk aan de hele opstelling zoals een Oreo: wanneer een projectiel een of beide shells van de cookie binnendringt, wordt een kneedbare gelei binnenin gecombineerd met lucht en direct gestold. Dit zelfherstellende materiaal is op dit moment meestal een proof-of-concept, maar elke oplossing die minimaal ongemak met zich meebrengt en bescherming tegen gewelddadige depressiviteit is ongetwijfeld voor de volgende generatie ruimtevaartuigen.

2Beer Biologie

Om te voorkomen dat astronauten miljoenen kilometers van huis naar hutkoorts gaan, is de meest handige oplossing voor een langere ruimtevlucht winterslaap. Net als de films zouden astronauten maanden of jaren alleen maar wakker worden om wakker te worden op hun bestemming zo vers als ze waren toen ze begonnen.

Maar er is een probleem met de menselijke winterslaap. Oké, er zijn veel problemen, maar wetenschappers hopen een groot probleem op te lossen door een beetje bear-based biologie te lenen. Mensen hebben een constante calciumflux tussen bot en bloed, wat meestal gunstig is, omdat het verse botten voor u betekent. Maar lange perioden van inactiviteit zorgen ervoor dat de bloedcalciumconcentraties gevaarlijke niveaus bereiken, waardoor het skelet uitgeput, kwetsbaar en zwak blijft.

Beren omzeilen op de een of andere manier het broze botprobleem, dus biologen riepen de hulp in van 13 vrouwelijke beren door ze te ontvoeren tijdens hun winterslaap. Door analyse van de berenbloed werd vastgesteld dat de dommere dieren de remming van het bot en de resorptie onderdrukken door een samenspel van hormonen en enzymen. Als deze equivalente enzymen bij mensen kunnen worden gemanipuleerd, zal fysiologie niet langer de beperkende factor zijn voor uitgebreide kosmische roadtrips.

1ESA's Lunar Village

https://www.youtube.com/watch?v=BFr2WmeQu74
Heet van hun verovering van de komeet Churyumov-Gerasimenko en aangedreven door een miljarden dollars bankroll, is de nieuwste wetenschappelijke ambitie van de European Space Agency (ESA) de oprichting van een maandorp. De atmosferische tekortkomingen van onze satelliet maken een perfect zicht op de diepe ruimte mogelijk, en zo'n nederzetting biedt het perfecte platform voor onze telescopen van de volgende generatie, nu Hubble seniliteit nadert.

Het klinkt als een verre droomdroom, maar de ESA is van plan haar eerste maanverkenningsvoertuig te lanceren in 2018. Deze mechanische pelgrim zou de zuidpool van de maan uitzetten en plaatsvervangend Europese dib's op elk primo-terrein noemen.Ervan uitgaande dat de ESA een levensvatbaar Moon Shuttle-systeem zou kunnen uitwerken en een faillissement in het volgende decennium zou voorkomen, zouden de eerste bouwploegen al in 2024 op het maanoppervlak kunnen uitstappen.

Maar raak niet te enthousiast over de eerste menselijke kolonist op de maan te zijn. De eerste ploeg zal volledig gerobotiseerd zijn. Een team van bulldozers uitgerust met 3-d printers zou zorgen voor het bouwen van de werkelijke basis, die zou worden beschermd en geïsoleerd onder een koepel. Met volledige wetenschappelijke mogelijkheden en een permanente postcode kan een toekomstige maanbasis zelfs het internationale ruimtestation vervangen voor experimenten op basis van ruimte.