NASA 探測宇宙的野心有多大?看看它剛投資的這25項非常規技術

2020-12-15 DeepTech深科技

只要某些技術是有助於NASA探索宇宙的,NASA一向很願意支持這些非常規技術。NASA的最新舉措就是其冒險精神的證明。

現在,NASA已經投資了 25項可能提高人類和機器人探索能力的「早期」技術方案,其中一些方案相當有創意,如下圖的變形金剛(Shapeshifter)的概念;設想這麼一個情景,一大群機器人以不同的形式組合起來,探索土衛六的表面。它可以組成飛機(高空飛行)、球(地面運行)亦或是魚雷(水下探險)。

另一項提案則是生物機器人(Biobot)。生物機器人在跟隨太空人途中,通過延伸的臍帶與太空人相連,負責運送太空人的生命維持系統和消耗品。儘管在不利環境中將個人生存交給一架機器人看來很可能令人不安,但是這架機器人卻能讓太空人在返回基地前多撐些日子。太空人甚至可以利用生物機器人來運送裝備,並與地球上的人進行交流。

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器人;「麻雀」(SPARROW),一種用於海洋探索的蒸汽動力機器人;以及「PROCSIMA」,一種用於星際飛行的發射推進器。

NASA 的這個資助項目名為 NIAC(Innovation Advanced Concept,創新先進概念),聚集了全國具有前瞻性思維的科學家、工程師和發明家合作,共同維護美國在航天航空領域的領導地位,並由 NASA 太空技術任務理事會資助,負責對交叉發展上開拓性新技術的開發。

在 NIAC 第一階段,各項目獲得的資助金額為 12.5 萬美元。各團隊需憑藉這12.5 萬美元在接下來9個月中確定其概念的可行性。假如方案可行,團隊可以申請第二階段獎金以進行下一步開發。

我們預計,這些項目中只有一部分能夠通過第一輪篩選,更別說實際應用了。然而,這至少說明了NASA對待非常規新技術的態度:假如這些非常規新技術能夠比傳統技術更有效地解決問題,他們願意嘗試各種古怪的想法。

入選2018年NIAC第一階段的重要概念如下:

1、變形金剛(Shapeshifter):從科幻小說到科學事實,可探測土衛六的崎嶇懸崖和深海世界

美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)Aliakbar Aghamohammadi團隊

2.生物機器人(Biobot):為強化太空探索設計的創新太空人輔助設備

馬裡蘭大學帕克分校的David Akin團隊

3.高空環境和大氣金星傳感器(LEAVES)

俄亥俄州航空航天研究所的Jeffrey Balcerski團隊

4.探索小行星流星撞擊檢測(MIDEA)

加利福利亞州史丹福大學的Sigrid Close團隊

5.無碰撞細小軌道碎片測繪

馬裡蘭大學帕克分校的Christine Hartzell團隊

6.「火星蜜蜂」飛行機器人

阿拉巴馬大學漢茨維爾分校的Chang-kwon Kang 團隊

7.旋轉運動擴展陣列 (R-MXAS)

維吉尼亞州萊斯頓(Reston)光電研發機構Leidos公司的John Kendra團隊

8.星際任務無衍射發射推進PROCSIMA

德克薩斯州大學城TEES(Texas A&M Engineering Experiment Station)的Chris Limbach團隊

9.麻雀(SPARROW):蒸汽驅動的海洋世界自動檢索機器人

美國宇航局噴氣推進實驗室的Gareth Meirion-Griffith團隊

10.芭蕾舞(BALLET):用於極端地形的氣球運動

美國宇航局噴氣推進實驗室的Hari Nayar團隊

11.能夠生長的外星表面結構

美國宇航局艾姆斯研究中心(ARC)的Lynn Rothscild團隊

12.模塊化的自組裝空間望遠鏡群

康奈爾大學的Dmitry Savransky團隊

13.關於太陽中微子太空飛行器的天體物理學與技術研究

威奇塔州立大學(Wichita State University)的Nickolas Solomey團隊

14.更好地收集太陽能的衍射帆

羅切斯特理工大學(Rochester Institute of Technology)的Grover Swartzlander團隊

15.新型光譜成像幹涉儀

波爾航空航天技術公司(Ball Aerospace & Technologies Corporation)的Jordan Wachs團隊

16、放射性同位素正電子推進系統

Positron Dynamics公司的 Ryan Weed

NIAC項目主管詹森·德勒斯(Jason Derleth)表示:「2018年第一階段的競爭激烈異常,提案超過230項,贏家卻只有25個。我迫不及待地想看看新的NIAC研究員能為NASA做些什麼了!」

在第二階段的研究中,獲獎者有時間完善他們的設計,並且探索實施新技術的各個方面。今年的第二階段投資組合涉及一系列前沿概念,包括用於星際任務的突破性推進結構、大型空間望遠鏡、海衛一的新型探測工具以及馬赫效應推力器。

NIAC二期項目的獎金可達50萬美元,為期兩年。對於第一階段期間已成功演示其初始可行性和效益的概念,NIAC允許申請人對該概念進行進一步開發。

入選2018年NIAC第二階段的重要概念如下:

1.脈衝裂變 - 聚變推進概念

NASA馬歇爾航天飛行中心的Robert Adams團隊

2.用於星際任務的突破性推進結構

美國宇航局噴氣推進實驗室的John Brophy團隊

3.兩千米空間望遠鏡(KST)

雷神太空暨空用系統公司的Devon Crowe團隊

4.新型軟體太空飛行器

科羅拉多大學的Jay McMahon團隊

5.海衛——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團隊

6.磁層保護

MSNW, LLC公司的John Slough團隊

7.利用太陽引力透鏡使命對系外行星進行成像

美國宇航局噴氣推進實驗室的Slava Turyshev團隊

8.NIMPH計劃:納米冰衛星推進採集

ExoTerra公司的Michael VanWoerkom團隊

9.馬赫效應推力器

加州莫哈韋太空研究所公司( Space Studies Institute,Inc,非盈利性質)的James Woodward團隊

「只有第一階段中最成功的研究團隊才能進行第二階段的研究,因為這些團隊最有可能將他們的概念轉化為現實,」德勒斯表示,「兩年的研究時間、增加的預算,這讓他們可以真正開始他們手上用以改變未來的工作。」

在同行評審過程中,NASA通過對創新性和技術可行性的評估,對這些項目進行了選擇。所有項目仍處於開發的早期階段。大多數項目都需要10年或更長時間來使概念成熟以及開發技術,隨後才能真正在NASA中投入使用。

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