۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
ایسنا نوشت: ناسا ۱۸ پروژه فناوری پیشرفته و هیجان‌انگیز را برای برنامه "مفهوم‌های پیشرفته نوآوری ناسا"(NIAC) انتخاب کرده است تا با توسعه آنها از آنها در تحقیقات و مأموریت‌های آینده خود استفاده کند.

از لباس‌های فضانوردی هوشمند گرفته تا سپرهای حرارتی خورشیدی، توسعه ۱۸ پروژه با تکنولوژی پیشرفته (های‌تک) برای پیشرفت فناوری فضایی مورد نظر برنامه "NIAC" ناسا انتخاب شده‌اند.

هم‌اکنون از این ۱۸ پروژه تحقیقاتی تا مبلغ ۵۰۰ هزار دلار برای هر کدام کمک مالی شده است تا به اکتشاف و بهره‌برداری از ماه و فراتر از آن کمک کنند.

یکی از چیزهایی که ناسا از زمان آغاز در دهه ۱۹۵۰ همواره به دنبال آن بوده تمایل به سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین در همه چیز از قبیل طراحی موشک تا طراحی خودکارهایی است که در گرانش صفر کار کنند. این رویکردی است که هم منجر به موفقیت و هم منجر به شکست شده است.

اکنون برنامه NIAC با هدف ادامه این رویکرد پیگیری می‌شود تا ۱۸ پروژه تحقیقاتی در مورد توسعه تکنولوژی محقق شود و بشر را در سفرهای طول و دراز فضایی یاری کند.

"جیم رویتر" مدیر اجرایی مؤسسه مأموریت فضایی ناسا می‌گوید: برنامه NIAC با سرمایه‌گذاری در فناوری‌های انقلابی می‌تواند ایده‌های آینده‌نگرانه ناسا را به مأموریت‌های آینده ناسا تبدیل کند. ما به نوآوران آمریکایی نگاه می‌کنیم تا به ما کمک کنند که مرزهای اکتشاف فضایی را با تکنولوژی‌های جدید گسترش دهیم.

انتخاب‌های کنونی این برنامه به دو جایزه فاز I و II تقسیم می‌شود. ارزش جایزه فاز اول برای ارزیابی و تعریف طراحی‌های مفهومی سفر فضایی ۹ ماهه حدود ۱۲۵ هزار دلار است، در حالیکه فاز دوم برای مطالعات پیشرفته‌تر است و شامل یک جایزه تا ۵۰۰ هزار دلاری برای مأموریت‌های دو ساله است.

آژانس فضایی آمریکا می‌گوید تمام پروژه‌ها در مرحله مفهومی هستند و حداقل یک دهه از تبدیل به برنامه‌های عملی فاصله دارند.

 

انتخاب‌های فاز اول عبارتند از:



۱- " بیریز"(BREEZE)

" بیریز" یک پرنده رباتیک قابل هدایت با باد است که در طراحی آن از سفره‌ماهی الهام گرفته شده است و می‌تواند در لایه‌های بالایی جو سیاره زهره در ارتفاع ۵۰ تا ۶۰ کیلومتری پرواز کند و معلق بماند.

این پرنده نیروی خود را از خورشید می‌گیرد و می‌تواند با استفاده از کابل‌های کششی برای تغییر حجم و ارتفاع خود اقدام کند.

به گفته سازندگان، " بیریز" قادر به استفاده از بادهای منطقه‌ای است که می‌تواند سیاره زهره را در چهار تا شش روز دور بزند و شارژ کردن باتری‌های خود در مدتی که در طرفروزِ سیاره است به کاوش در طرف شب آن بپردازد.

ابزارهایی که می‌توانند روی این پرنده سوار شوند شامل طیف‌سنج جرمی، نفلومتر (ابزار اندازه‌گیری ذرات معلق در یک مایع یا گاز چسب‌سان)، دوربین‌های با وضوح بالای نور مرئی و نزدیک به مادون قرمز، مغناطیس سنج و باد سنج و همچنین حسگرهای اندازه‌گیری فشار، دما، تراکم جو و غیره است.

این طرح توسط "جاوید بایاندور" از دانشگاه نیویورک بوفالو طراحی شده است.

 

۲- پرتوزای قدرتی برای مأموریت‌های طولانی مدت سطح زهره

پروژه دیگری که با هدف کاوش در زهره طراحی شده است. مطالعه پرتوزای قدرتی(Power Beaming) به دنبال تأمین برق برای مأموریت‌های سطح زهره است.

این پلتفرم جوی که یک بالن با پنل‌های خورشیدی، چند باتری، فرکانس رادیویی یا فرستنده مایکروویو است، در لایه‌های بالایی جو زهره که در آن نور خورشید باتری‌ها را شارژ می‌کند، معلق می‌شود.

هنگامی که باتری‌ها شارژ می‌شوند، بالن به ارتفاع پایین‌تری می‌آید، جایی که ابرهای کدر مانع از شارژ شدن پنل‌های خورشیدی فرودگرهای واقع بر سطح زهره توسط نور خورشید می‌شوند. سپس فرستنده بالن می‌تواند انرژی را به یکفرودگر که دارای یک ابزار خاص قابل شارژ، نمک مذاب با دمای بالا یا باتری الکترولیت جامد یا یک سیستم سلول سوختی احیا کننده اکسید جامد است که می‌تواند در دمای سطح زهره زنده بماند، بفرستد.

بالن پس از شارژ کردن فرودگر دوباره ارتفاع می‌گیرد و این روند را تکرار می‌کند.

این طرح متعلق به "اریک براندون" از آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا(JPL) در پاسادنای کالیفرنیا است.

 

۳- "لباس هوشمند"(SmartSuit)

لباس هوشمند برای استفاده در مریخ و دیگر مأموریت‌های سیاره‌ای طراحی شده است، اما به جای آنکه یک کیسه گاز تحت فشار منفعل باشد، از تکنولوژی ربات‌های نرم با پوست قابل انعطاف استفاده می‌کند که خوددرمان است و چندین حسگر در آن جاسازی شده است. این لباس فضانوردی رباتیک هوشمند می‌تواند داده‌ها را جمع آوری کند و اطلاعات ساختاری محیطی و غشایی را نمایش دهد.

ایده این است که SmartSuit یک کیت هوشمند است که برای افزایش و تسهیل حرکت و مهارت کاربر و همچنین تعامل با محیط در نظر گرفته شده است. عناصر نرم رباتیک نیز ضد فشار مکانیکی اعمال می‌کنند، بنابراین نیاز به هم‌فشار شدن با لباس‌های رایج ندارد.

" آنا دیاز آرتایلز" از ایستگاه آزمایشی مهندسی تگزاس A & M ایده‌پرداز این طرح است.

 

۴- "تلسکوپ فضایی سیارات فراخورشیدی دوکاره"(DUET)

"DUET" یک تلسکوپ شکار سیاره‌های فراخورشیدی جدید است که وسعت دید آن چهار برابر تلسکوپ‌های زمینی است، اما برای حمل توسط یک موشک به اندازه کافی سبک است.

ابزار مداری، این افزایش وسعت دید و محدوده جمع آوری اطلاعات را با حذف نیاز به سایه یک ستاره یا کروناگرافبا استفاده از تکنیک پراکندگی دوگانه که ابتدا توسط نیوتن مورد مطالعه قرار گرفته است فراهم می‌کند تا DUET قادر باشد طول موج‌های مختلف نور یک سیاره فراخورشیدی و ستاره میزبانش را از هم تمیز دهد و جدا کند.

"تام دیتو" از نیویورک این پروژه را طراحی کرده است.

 

۵- "میکروکاوشگرهایی که از الکتریسیته اتمسفر سیاره‌ای نیرو می‌گیرند "(MP4AE)

این مطالعه بدیع بر پایه توانایی پرواز عنکبوت‌ها از طریق به شکل چتر درآوردن تارهای خود و وزش باد طراحی شده است تا مأموریت‌های اکتشافی سیاره‌ای توسط هزاران میکروکاوشگر با وزن حدود ۵۰ میلی‌گرم انجام شود.

این میکروکاوشگرها یک حلقه با طول ۲۰۰ متر برای تولید بار الکتریکی در لایه اتمی جو یک سیاره تشکیل می‌دهند.

" یو گو" از دانشگاه ویرجینیای غربی این ایده را داده است.

 

۶- کاوشگر هسته‌ای SPEAR

"SPEAR" یک کاوشگر قدرتمند هسته‌ای بسیار سبک وزن برای اکتشاف فضای عمیق است. این کاوشگر می‌تواند توسط یک رآکتور جدید و سبک و ژنراتورهای پیشرفته ترموالکتریک (ATEG) برای کاهش جرم شارژ شود.

اگرچه این رآکتور به اندازه طراحی‌های دیگر نیرو تولید نمی‌کند، اما هزینه تولید پایین‌تری دارد که باعث افزایش تعداد مأموریت‌های فضای عمیق خواهد شد. علاوه بر این، استفاده از اورانیوم با درجه پایین غنا به معنی آن است که می‌تواند به صورت تجاری نیز استفاده شود.

" تروی هاو" از شرکت صنایع هاو در آریزونا این طرح را داده است.

 

۷- "سیستم‌های تأمین قدرت نوآورانه چتری"(RIPS)

سیستم‌های تأمین قدرت نوآورانه چتری(RIPS) یک سیستم برای تأمین انرژی کاوشگرهای جوی کم عمر هستند و اساساً یک خط چتر است که از نیروی کشیده شدن برای تولید قدرت الکتریکی استفاده می‌کند.

این رویکردی مناسب برای کاوشگرهای ورودی جوی در سیارات غول پیکر گازی است که برای یک دوره کوتاه نیاز به قدرت بالا دارند.

طراح این ایده "نوام آیزنبرگ" از دانشگاه جان هاپکینز مریلند است.

 

۸- تأمین نیروی پرواز بین ستاره‌ای

این یک مأموریت بین ستاره‌ای است که از یک سیستم نیروگیری لیزری استفاده می‌کند تا کاوشگرهای فوق مینیاتوری را در فاصله بین ستاره‌ای پرواز دهد تا بتواند به یک سیاره فراخورشیدی پرواز کند.

به گفته ایده‌پرداز، کاوشگرها در این مقیاس می‌توانند همین طور که از سیستم‌های ستاره‌ای می‌گذرند انرژی را مانند ژنراتورهای کوچک ذخیره کنند.

" جفری لندیس" از مرکز تحقیقات گلن ناسا مبدع این طرح است.

 

۹- حفاری در قطب ماه(LPMO)

طرح پیشنهادی معدن‌کاری در ماه(LPMO) برای کاهش نیاز به حفاری یخ در قطب‌های ماه با استفاده از مجموعه‌ای از ابزارهای خورشیدی قابل گسترش به صورت عمودی و ایجاد یک دکل ۱۰۰ متری است.

این پروژه به جای حفاری یخ از ترکیبی از امواج رادیویی، مایکروویو و مادون قرمز برای گرم کردن سطوح یخی استفاده می‌کند. سپس نمونه‌ها را تصعید کرده و جمع آوری می‌کند تا دوباره آن را از شکل گاز به شکل مایع تغییر دهد.

" جوئل سرسی" از شرکت ترانس‌آسترا (TransAstra) واقع در کالیفرنیا این ایده را مطرح کرده است.