Ar putea suna nebunesti, dar aceste proiecte de pionierat vor schimba natura explorarii spatiale asa cum o stim.
Atunci când vine vorba de tehnologie spatiala de ultima generatie, este usor sa te gândesti ca nu s-au întâmplat multe de când am aselenizat, acum mai bine de patru decenii. Dar daca vrei sa îti faci o idee despre cum ar putea evolua explorarea spatiala în urmatoarele decenii, urmareste munca putin cunoscutului program NASA Innovative Advanced Concepts, sau NIAC. Este responsabil pentru finantarea studiilor despre care agentia spatiala a Statelor Unite crede ca ar putea deschide noi drumuri spre explorarea Sistemului Solar.
„NIAC este despre a oferi o sansa conceptelor revolutionare, în mod special celor vizionare sau neobisnuite care, în mod normal, ar fi considerate a fi prea riscante“, spune directorul executiv al programului NIAC, dr. Jay Falker. În fiecare an, din 2011, programul a oferit finantari substantiale proiectelor despre care crede ca ar putea realiza aceste progrese tehnologice imense. Si exista câteva limite asupra tipurilor de concepte care sunt luate în considerare. Ideile care sunt finantate în prezent acopera multe domenii – totul de la robotica la ingineria avansata necesara trimiterii oamenilor pe Marte. „Primim anual sute de propuneri si de fiecare data exista concepte fascinante, pe care niciunul dintre noi nu le-am mai vazut înainte“, spune Falker.
Am ales 10 proiecte carora le-au fost acordate granturi NIAC, despre care credem ca ar trebui sa primeasca unda verde. Ar putea dura ani pâna când oricare dintre acestea vor ajunge în spatiu, dar citeste în continuare pentru a descoperi preferatele noastre în ordine inversa…
10. Rovere Elastice
Rachete, parasute si airbag-uri au ajutat la amartizarea câtorva rovere, dar urmatoarea generatie de exploratori planetari ar putea folosi o tehnologie complet noua. Dr. Vytas SunSpiral urmareste trimiterea unui robot pe luna saturniana Titan, care va fi construit în întregime dintr-un set de tije tinute de cabluri aflate sub tensiune. Aceasta „structura de tensegritate“ ar fi echipata cu instrumente stiintifice si nu ar necesita o parasuta sau un airbag. „Structura, în sine, este maleabila si poate absorbi socurile impacturilor puternice, deci poate asoliza în siguranta“, explica SunSpiral. Nu numai asta, dar va fi si mobil, spune el. „Odata ce a asolizat, îsi poate scurta sau lungi cablurile pentru a induce rostogolirea si explorarea planetei“.
9. Hibernarea astronautilor
Conceptul de a-i face pe astronauti sa hiberneze în timpul unei lungi misiuni în spatiul interplanetar este omniprezent în science-fiction. De la Avatar la 2001: A Space Odyssey, sistemele complexe de sustinere a vietii au devenit un sinonim vizual pentru tehnologia spatiala a viitorului. Acum, în timp ce ne uitam la Marte ca la un loc pe care ne dorim sa îl exploram, exista persoane care lucreaza pentru a face conceptul realitate.
Dr. John. E. Bradford este presedintele companiei Space Works Engineering, care a primit fonduri ca sa investigheze tehnologia inovatoare. „Încercam sa punem un echipaj care s-ar îndrepta spre Marte într-un stadiu de somn adânc pe perioada a sase-noua luni, cât ar dura transferul de pe Terra pe Planeta Rosie“, explica el.
Metoda de „somn adânc“ pe care echipa SpaceWorks o investigheaza este cunoscuta ca terapie prin hipotermie. „Este folosita cu regularitate pentru a trata ranile traumatizante“, spune Bradford. „Inducerea acestei stari de toropeala necesita scaderea temperaturii centrale a corpului cu pâna la 6 grade Celsius si oferirea unor sedative usoare“. Este un proces destul de diferit fata de „înghetarea“ astronautilor pe care o vedem adesea pe marele ecran, spune Bradford. „Nu încercam «crioprezervarea» si încetarea întregii activitati moleculare. Scopul nostru este de a mentine echipajul într-o stare inactiva, într-un spatiu limitat în anumite perioade din misiune“.
Pentru a-i tine pe astronauti în viata, echipa îsi imagineaza folosirea tehnologiei care este deja în uz în domeniul medical. „Vor fi hraniti si hidratati intravenos folosind o solutie apoasa numita «nutritie parenterala totala» sau NPT. Aceasta metoda este folosita adesea pentru perioade îndelungate în rândul pacientilor cu cancer“, spune Bradford.
Exista beneficii daca echipajul doarme pe durata voiajului spatial, argumenteaza Bradford. „Cu echipajul în acest stadiu, putem reduce semnificativ habitatul spatial. Acest lucru duce la scaderea totala a masei la lansare. Habitatul, în sine, va fi un modul foarte mic care va contine patru pâna la sase membri, fiecare în propria camera «de somn». În contrast, un habitat obisnuit pentru un echipaj activ necesita spatiu pentru prepararea si consumarea mâncarii, pentru exercitii fizice, bai, locuri de dormit si divertisment.
Ar putea fi mai bine si pentru starea generala a astronautilor. „În timpul unei misiuni spre Marte, te-ai putea astepta sa ai un grup mic de persoane într-un spatiu foarte mic, sub o cantitate mare de stres si fara nicio modalitate de a abandona misiunea daca exista o problema“, explica Bradford. „Problemele sunt rezolvate daca echipajul doarme în timpul perioadelor stresante sau de plictiseala“.
Cu toate acestea, sunt multe cercetari care trebuie realizate înainte ca tehnologia sa ajunga în spatiu. „Pâna la urma, cred ca va fi metoda preferata de a calatori. Numai imagineaza-ti ca adormi si te trezesti pe Marte sase luni mai târziu, ajungând acolo fara sa îti dai seama!”, spune Bradford.
8. Imprimare 3D pe alta planeta
Primii astronauti care vor explora planeta Marte se vor confrunta cu o misiune periculoasa. În afara radiatiei de pe drumul pâna acolo si amartizarii, vor trebui sa se descurce într-o baza îndepartata fara posibilitarea unei reaprovizionari rapide în caz de nevoie. Daca o componenta vitala a navei se va strica la amartizare, nu va exista niciun mecanic prin zona care sa le aduca o piesa de rezerva. Proiectul NIAC „Biomateriale din nimic“ ar putea fi solutia. Examineaza cum celulele vii ar putea fi folosite, în completarea imprimarii 3D, pentru a crea parti pentru naveta, materiale de constructie si chiar tesut uman.
7. Landere Plate
Amartizarea tensionatâ a roverului Curiosity, din 2012, a necesitat ani întregi de planificari si inginerie avansata si totul s-a bazat pe performanta perfecta a sistemului de amartizare a misiunii. Astazi, Curiosity ne ofera o perspectiva unica asupra unuia dintre cele mai interesante locuri de pe Planeta Rosie. Dar se poate sa existe o metoda mai simpla de a explora mai multe astfel de medii necunoscute din Sistemul Solar.
Proiectul pentru Landere de Suprafata Planetare Bidimensionale dezvolta tehnologia necesara construirii a numeroase „landere“ extrem de subtiri care ar putea fi împrastiate pe o planeta, luna sau asteroid. Fiecare lander ar avea grosimea de 1 mm si ar acoperi aproape un metru patrat, fiind echipat cu panouri solare, dispozitive de comunicare, dar si senzori de radiatie, vânt si temperatura.
Ar putea sa contina si instrumente stiintifice pentru studierea împrejurimilor. Pâna la 50 de landere ar fi trimise deodata catre tinta. „Când mai multe landere bidimensionale vor fi aruncate, unele ar putea ajunge la destinatie, iar altele nu. Este în continuare acceptabil“, spune liderul proiectului, dr. Hamid Hemmati. „De asemenea, permite asolizarea în locuri mult mai riscante si mai interesante din punct de vedere geologic“.
6. Sonde „smash and grab”
Roverele robotice si sondele orbitale sunt foarte bune la explorarea Sistemului Solar, dar cercetatorii planetari de peste tot viseaza la colectionarea mostrelor de pe aceste lumi îndepartate. Însa, nu este usor sa trimiti material înapoi pe Pamânt. Daca sonda ta reuseste sa fie lansata fara nicio problema, înca trebuie sa zboare tot drumul pâna la destinatie, sa încerce o asolizare riscanta, o noua decolare si apoi sa se întoarca întreaga prin atmosfera Pamântului. Întreaba echipa care a lucrat la misiunea Genesis a NASA. Genesis a luat mostre din vântul solar în timpul unei calatorii de 32 de milioane de kilometri prin spatiu, numai sa ajunga sa se izbeasca cu 320 de km/h de sol în desertul Utah, din cauza faptului ca nu s-au deschis parasutele.
Acum, o echipa condusa de prof. Robert Winglee, de la Universitatea Washington, investigheaza fezabilitatea unei tehnici de recuperare a mostrelor de la distanta, numita „smash and grab“. Ideea este ca sonda sa lanseze corpuri care penetreaza suprafata unui asteroid sau a unui satelit natural în timp ce zboara pe lânga acesta. Corpurile penetrante ar fi atasate de sonda cu un cablu lung. „În cazul asteroizilor, este nevoie de numai câtiva kilometri de cablu, iar în cazul unor sateliti naturali, poate de câteva zeci de kilometri“, explica Winglee. Pe masura ce corpurile penetrante se izbesc de suprafata, ele vor colecta niste material într-o capsula. Apoi, aceasta va fi trasa înapoi pe sonda cu ajutorul cablului, urmând sa fie trimisa în lunga calatorie înapoi spre Pamânt. „Va oferi un pas urias spre întelegerea originii Sistemului Solar“, spune Winglee.
5. Constructori robotici orbitali
Domeniul Science Fiction a ilustrat de mult structuri vaste care plutesc pe orbita si navete spatiale cu sisteme solare uriase care se deplaseaza prin Sistemul Solar. Lansarea în spatiu a unor astfel de structuri enorme este extrem de costisitoare si, dupa cum am observat si în cazul Statiei Spatiale Internationale, ai nevoie de astronauti care sa faca munca de constructie.
O metoda pentru a evita asta, care este studiata acum de dr. Robert Hoyt si colegii sai de la Tethers Unlimited, este de a lansa ceva care se poate construi singur odata ce ajunge pe orbita – ei îsi numesc ideea „SpiderFab“.
„Dezvoltam un proces prin care putem lansa materiale în forma de suluri, iar apoi putem procesa acel material pentru a crea structura dorita“, explica Hoyt. Prin îmbinarea roboticii avansate cu tehnologia imprimarii 3D, echipa spera sa înceapa sa faca structuri orbitale de baza, înainte de a progresa la a construi segmente din urmatoarele generatii de navete spatiale. „Misiunile cu echipaj catre Marte sau alte corpuri planetare vor necesita structuri mari pentru a sustine sistemele solare, scuturile antiradiatie si alte componente critice“, spune Hoyt. „Posibilitatea lansarii materialelor într-o forma compacta, cum ar fi suluri de fibra sau rezervoare de polimer, ne va permite sa folosim rachete mai mici si mai putin costisitoare“.
4. Roverul cu vela
Planeta Venus are o adevarata reputatie de temut, aceasta fiind meritata pe buna dreptate. Ploaia cu acid sulfuric, presiunea atmosferica extrema si o temperatura de suprafata de 460 de grade Celsius o fac un loc destul de ostil. De fapt, este probabil ultimul loc pe care te-ai gândi ca cercetatorii planetari ar vrea sa trimita un rover. Dar ei chiar îsi doresc asta. Si vor sa îl echipeze cu o vela. Da, o vela. Ca parte a programului NIAC, cercetatorii NASA cerceteaza cât de practica ar fi trimiterea unui rover care sa „navhigheze pe uscat“ pe a doua cea mai apropiata planeta de Soare. Roverul va fi propulsat pe câmpiile relativ plate de lava de o usoara briza, spun cercetatorii. Daca totul ar merge bine, echipa crede ca roverul ar putea supravietui pentru aproape o luna.
3. Reflectorizanti solari
Daca oamenii vor veni vreodata peLuna unul dintre locurile pe care este probabil sa îl vizitam este regiunea din jurul craterului Shackleton. Interiorul craterului este cufundat într-o umbra permanenta în timp ce marginea sa se afla aproape mereu în lumina Soarelui. Solul din interior ar putea contine gheata care poate fi folosita de o viitoare baza selenara, iar marginile ar putea fi ideale pentru plasarea unor panouri solare.
Dar explorarea adâncimilor din Shackleton si ale altor zone similare de pe alte corpuri planetare ar fi dificila din cauza întunericului. Proiectul Transformatorilor pentru Medii Extreme doreste dezvoltarea unor masinarii usoare, autonome, capabile de a reflecta lumina Soarelui spre aceasta zona întunecata. Structurile similare origami-ului ar putea fi folosite pentru iluminarea fundului craterului sau încalzirea unei anumite zone de teren.
2. Telescopul cu balon
Trimiterea telescoapelor pe orbita poate fi un mod foarte costisitor de a studia Universul. O modalitate prin care astronomii au evitat acest lucru a fost prin atasarea telescoapelor de baloane imense cu heliu, lasându-le sa se ridice cât mai sus. Aceste observatorii plutitoare pot, apoi, vedea cosmosul în mare parte neobstructionate de gazele din atmosfera, care absorb multe dintre lungimile de unda ale radiatiilor ce sunt interesante pentru astronomi.
Large Balloon Reflector (LBR) duce acest concept cu un pas mai departe. Va incorpora doua baloane; primul balon cu diametrul de 100 m va duce telescopul la o altitudine de aproape 39 km. Fixat înauntrul acestuia se va afla unul mai mic, cu diametrul de 20 de m. Un petic cu latimea de 10 m din acest balon va fi metalizat pentru a crea o suprafata similara unei oglinzi, care va colecta lumina de la stele.
LBR va studia obiectele celeste la lungimi de unda între 100 si 300 de microni – ce este cunoscut sub numele de radiatie „terrahertz“. În mod crucial, aceasta radiatie va trece fara probleme prin materialul balonului, dar nu si prin „oglinda“.
„Aceste lungimi de unda ofera indicii despre originile cosmice, de la Big Bang la însusi Pamântul“, spune liderul proiectului, prof. Cristopher Arizona. „Cel mai mare telescop pentru terrahertz/infrarosul îndepartat este Observatorul Spatial Herschel. LBR va fi de trei ori mai mare si va avea o zona de colectare cu un ordin de magnitudine mai mare, permitându-i sa analizeze aceasta lungime de unda importanta mai adânc decât oricând altcândva“.
1. Submarine Robotice
Ascuns sub suprafata lunii lui Jupiter, Europa, se afla un ocean vast de apa lichida. Este visul oricarui astrobiolog. Acum, un proiect NIAC, condus de profesorul Leigh McCue, de la Universitatea Virginia Tech, a prezentat ceva ce ne-ar putea ajuta sa îl exploram.
Conceptul echipei implica trimiterea a trei landere pe suprafata lunii Europa. Fiecare va fi echipat cu un „criobot“, care va topi gheata pe care va sta pâna când va ajunge la oceanul de dedesubt. Apoi, cei trei crioboti vor lansa „planoare“ care vor înota prin ocean, studiindu-l în detaliu. „Oceanul Europei ne ofera cea mai probabila sursa pentru a gasi o forma de viata extrateresta în sistemul nostru solar“, spune McCue. „Acesta este cel mai entuziasmant lucru pentru mine; explorarea de sub gheata Europei ne-ar putea modifica modul în care întelegem viata“.
http://www.scienceworld.ro/
