技術(shù)
導(dǎo)讀:現(xiàn)在,NASA已經(jīng)投資了 25項(xiàng)可能提高人類和機(jī)器人探索能力的“早期”技術(shù)方案,其中一些方案相當(dāng)有創(chuàng)意,如下圖的變形金剛(Shapeshifter)的概念;設(shè)想這么一個(gè)情景,一大群機(jī)器人以不同的形式組合起來,探索土衛(wèi)六的表面。它可以組成飛機(jī)(高空飛行)、球(地面運(yùn)行)亦或是魚雷(水下探險(xiǎn))。
只要某些技術(shù)是有助于NASA探索宇宙的,NASA一向很愿意支持這些非常規(guī)技術(shù)。NASA的最新舉措就是其冒險(xiǎn)精神的證明。
現(xiàn)在,NASA已經(jīng)投資了 25項(xiàng)可能提高人類和機(jī)器人探索能力的“早期”技術(shù)方案,其中一些方案相當(dāng)有創(chuàng)意,如下圖的變形金剛(Shapeshifter)的概念;設(shè)想這么一個(gè)情景,一大群機(jī)器人以不同的形式組合起來,探索土衛(wèi)六的表面。它可以組成飛機(jī)(高空飛行)、球(地面運(yùn)行)亦或是魚雷(水下探險(xiǎn))。
另一項(xiàng)提案則是生物機(jī)器人(Biobot)。生物機(jī)器人在跟隨宇航員途中,通過延伸的臍帶與宇航員相連,負(fù)責(zé)運(yùn)送宇航員的生命維持系統(tǒng)和消耗品。盡管在不利環(huán)境中將個(gè)人生存交給一架機(jī)器人看來很可能令人不安,但是這架機(jī)器人卻能讓宇航員在返回基地前多撐些日子。宇航員甚至可以利用生物機(jī)器人來運(yùn)送裝備,并與地球上的人進(jìn)行交流。
其他方案還包括:“火星蜜蜂”(Marsbee),一群可以幫助火星漫步者的飛行機(jī)器人;“麻雀”(SPARROW),一種用于海洋探索的蒸汽動(dòng)力機(jī)器人;以及“PROCSIMA”,一種用于星際飛行的發(fā)射推進(jìn)器。
NASA 的這個(gè)資助項(xiàng)目名為 NIAC(Innovation Advanced Concept,創(chuàng)新先進(jìn)概念),聚集了全國具有前瞻性思維的科學(xué)家、工程師和發(fā)明家合作,共同維護(hù)美國在航天航空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,并由 NASA 太空技術(shù)任務(wù)理事會(huì)資助,負(fù)責(zé)對(duì)交叉發(fā)展上開拓性新技術(shù)的開發(fā)。
在 NIAC 第一階段,各項(xiàng)目獲得的資助金額為 12.5 萬美元。各團(tuán)隊(duì)需憑借這12.5 萬美元在接下來9個(gè)月中確定其概念的可行性。假如方案可行,團(tuán)隊(duì)可以申請(qǐng)第二階段獎(jiǎng)金以進(jìn)行下一步開發(fā)。
我們預(yù)計(jì),這些項(xiàng)目中只有一部分能夠通過第一輪篩選,更別說實(shí)際應(yīng)用了。然而,這至少說明了NASA對(duì)待非常規(guī)新技術(shù)的態(tài)度:假如這些非常規(guī)新技術(shù)能夠比傳統(tǒng)技術(shù)更有效地解決問題,他們?cè)敢鈬L試各種古怪的想法。
入選2018年NIAC第一階段的重要概念如下:
1、變形金剛(Shapeshifter):從科幻小說到科學(xué)事實(shí),可探測(cè)土衛(wèi)六的崎嶇懸崖和深海世界
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)Aliakbar Aghamohammadi團(tuán)隊(duì)
2.生物機(jī)器人(Biobot):為強(qiáng)化太空探索設(shè)計(jì)的創(chuàng)新宇航員輔助設(shè)備
馬里蘭大學(xué)帕克分校的David Akin團(tuán)隊(duì)
3.高空環(huán)境和大氣金星傳感器(LEAVES)
俄亥俄州航空航天研究所的Jeffrey Balcerski團(tuán)隊(duì)
4.探索小行星流星撞擊檢測(cè)(MIDEA)
加利福利亞州斯坦福大學(xué)的Sigrid Close團(tuán)隊(duì)
5.無碰撞細(xì)小軌道碎片測(cè)繪
馬里蘭大學(xué)帕克分校的Christine Hartzell團(tuán)隊(duì)
6.“火星蜜蜂”飛行機(jī)器人
阿拉巴馬大學(xué)漢茨維爾分校的Chang-kwon Kang 團(tuán)隊(duì)
7.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展陣列 (R-MXAS)
弗吉尼亞州萊斯頓(Reston)光電研發(fā)機(jī)構(gòu)Leidos公司的John Kendra團(tuán)隊(duì)
8.星際任務(wù)無衍射發(fā)射推進(jìn)PROCSIMA
德克薩斯州大學(xué)城TEES(Texas A&M Engineering Experiment Station)的Chris Limbach團(tuán)隊(duì)
9.麻雀(SPARROW):蒸汽驅(qū)動(dòng)的海洋世界自動(dòng)檢索機(jī)器人
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Gareth Meirion-Griffith團(tuán)隊(duì)
10.芭蕾舞(BALLET):用于極端地形的氣球運(yùn)動(dòng)
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Hari Nayar團(tuán)隊(duì)
11.能夠生長的外星表面結(jié)構(gòu)
美國宇航局艾姆斯研究中心(ARC)的Lynn Rothscild團(tuán)隊(duì)
12.模塊化的自組裝空間望遠(yuǎn)鏡群
康奈爾大學(xué)的Dmitry Savransky團(tuán)隊(duì)
13.關(guān)于太陽中微子航天器的天體物理學(xué)與技術(shù)研究
威奇塔州立大學(xué)(Wichita State University)的Nickolas Solomey團(tuán)隊(duì)
14.更好地收集太陽能的衍射帆
羅切斯特理工大學(xué)(Rochester Institute of Technology)的Grover Swartzlander團(tuán)隊(duì)
15.新型光譜成像干涉儀
波爾航空航天技術(shù)公司(Ball Aerospace & Technologies Corporation)的Jordan Wachs團(tuán)隊(duì)
16、放射性同位素正電子推進(jìn)系統(tǒng)
Positron Dynamics公司的 Ryan Weed
NIAC項(xiàng)目主管詹森·德勒斯(Jason Derleth)表示:“2018年第一階段的競(jìng)爭(zhēng)激烈異常,提案超過230項(xiàng),贏家卻只有25個(gè)。我迫不及待地想看看新的NIAC研究員能為NASA做些什么了!”
在第二階段的研究中,獲獎(jiǎng)?wù)哂袝r(shí)間完善他們的設(shè)計(jì),并且探索實(shí)施新技術(shù)的各個(gè)方面。今年的第二階段投資組合涉及一系列前沿概念,包括用于星際任務(wù)的突破性推進(jìn)結(jié)構(gòu)、大型空間望遠(yuǎn)鏡、海衛(wèi)一的新型探測(cè)工具以及馬赫效應(yīng)推力器。
NIAC二期項(xiàng)目的獎(jiǎng)金可達(dá)50萬美元,為期兩年。對(duì)于第一階段期間已成功演示其初始可行性和效益的概念,NIAC允許申請(qǐng)人對(duì)該概念進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)。
入選2018年NIAC第二階段的重要概念如下:
1.脈沖裂變 - 聚變推進(jìn)概念
NASA馬歇爾航天飛行中心的Robert Adams團(tuán)隊(duì)
2.用于星際任務(wù)的突破性推進(jìn)結(jié)構(gòu)
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的John Brophy團(tuán)隊(duì)
3.兩千米空間望遠(yuǎn)鏡(KST)
雷神太空暨空用系統(tǒng)公司的Devon Crowe團(tuán)隊(duì)
4.新型軟體航天器
科羅拉多大學(xué)的Jay McMahon團(tuán)隊(duì)
5.海衛(wèi)——Hopper: 探索被海王星捕獲的柯伊伯帶天體
NASA格林研究中心(NASA’s Glenn Research Center)的Steven Oleson團(tuán)隊(duì)
6.磁層保護(hù)
MSNW, LLC公司的John Slough團(tuán)隊(duì)
7.利用太陽引力透鏡使命對(duì)系外行星進(jìn)行成像
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Slava Turyshev團(tuán)隊(duì)
8.NIMPH計(jì)劃:納米冰衛(wèi)星推進(jìn)采集
ExoTerra公司的Michael VanWoerkom團(tuán)隊(duì)
9.馬赫效應(yīng)推力器
加州莫哈韋太空研究所公司( Space Studies Institute,Inc,非盈利性質(zhì))的James Woodward團(tuán)隊(duì)
“只有第一階段中最成功的研究團(tuán)隊(duì)才能進(jìn)行第二階段的研究,因?yàn)檫@些團(tuán)隊(duì)最有可能將他們的概念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),”德勒斯表示,“兩年的研究時(shí)間、增加的預(yù)算,這讓他們可以真正開始他們手上用以改變未來的工作?!?/p>
在同行評(píng)審過程中,NASA通過對(duì)創(chuàng)新性和技術(shù)可行性的評(píng)估,對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行了選擇。所有項(xiàng)目仍處于開發(fā)的早期階段。大多數(shù)項(xiàng)目都需要10年或更長時(shí)間來使概念成熟以及開發(fā)技術(shù),隨后才能真正在NASA中投入使用。