Terkait teknologi luar angkasa, sepertinya tidak ada hal penting yang terjadi sejak pendaratan di bulan empat dekade lalu. Tetapi jika Anda ingin membayangkan bagaimana eksplorasi ruang angkasa akan berkembang dalam beberapa dekade mendatang, maka Anda hanya perlu memperhatikan program konsep lanjutan inovatif (NIAC) NASA yang tidak banyak diketahui orang. Para spesialis yang dipekerjakan di dalamnya sedang mempelajari masalah pendanaan ide-ide lanjutan, yang menurut badan antariksa AS, dapat membuka kemungkinan baru untuk mengeksplorasi tata surya.
“Misi NIAC adalah memberikan kesempatan untuk proyek yang berani dan tidak biasa yang dianggap terlalu berisiko,” kata Manajer Program NIAC Dr. Jay Katker. Sejak 2011, program tersebut telah mengalokasikan dana yang signifikan setiap tahun untuk proyek-proyek yang dapat menghasilkan kemajuan teknologi yang signifikan. Ada sangat sedikit batasan. Ide-ide yang didanai menjangkau banyak bidang, dari sistem robotik canggih hingga solusi teknik canggih yang diperlukan untuk mengirim manusia ke Mars. “Kami menerima ratusan lamaran setiap tahun, dan setiap kali ada ide luar biasa yang belum pernah terpikirkan sebelumnya,” kata Volker.
Kami telah memilih 10 proyek yang baru-baru ini menerima lampu hijau dalam bentuk hibah NIAC. Mungkin butuh waktu bertahun-tahun sebelum mereka menunjukkan diri di luar angkasa, tetapi mereka masih layak untuk diketahui. Mereka disajikan dalam urutan menaik dari peringkat kami …
Penjelajah pegas
Roket, parasut, dan bantalan udara memungkinkan beberapa penjelajah mendarat di Mars. Tetapi robot pengintai planet generasi berikutnya dapat dilakukan dengan menggunakan teknologi yang sama sekali berbeda. Dr. Vytas SunSpiral dan rekan dari NASA sedang mempertimbangkan untuk mengirim robot ke bulan Saturnus, Titan, yang seluruhnya terdiri dari batang yang disatukan oleh kabel yang direntangkan. Struktur "tegang" seperti itu, dilengkapi dengan peralatan ilmiah, tidak memerlukan parasut atau kantong udara. “Strukturnya sendiri cukup fleksibel untuk menyerap energi tumbukan selama pendaratan dan untuk melindungi muatan,” jelas Sunspiral. Dan itu juga memberikan mobilitas. “Setelah mendarat, dengan memperpendek dan memperpanjang kabel, dia bisa berkeliling menjelajahi planet ini.
Astronot yang berhibernasi
Video promosi:
Ide astronot yang berhibernasi selama misi antarplanet yang diperpanjang terus dieksploitasi dalam fiksi ilmiah. Dari Space Odyssey 2001 hingga Avatar, sistem pendukung kehidupan yang canggih menjadi gambaran nyata dari teknologi luar angkasa yang sangat maju di masa depan. Tetapi bahkan sekarang, ketika Mars dianggap sebagai tempat kegiatan perintis masa depan, beberapa di antaranya sudah menggunakan ide hibernasi fiksi ilmiah dalam kenyataan. Dr. John E Bradford, Presiden perusahaan AS SpaceWorks Engineering, yang telah menerima dana untuk meneliti teknologi yang menjanjikan ini, menjelaskan: "Singkatnya, kami ingin membuat kru yang pergi ke Mars tertidur lelap selama enam hingga sembilan bulan - itulah berapa lama penerbangan antara Bumi dan Mars berlangsung."
Teknik "tidur nyenyak" yang diteliti oleh tim SpaceWorks dikenal sebagai terapi hipotermia. "Ini secara teratur digunakan untuk mengobati cedera parah," kata Bradford. "Untuk menginduksi keadaan hibernasi ini, suhu inti tubuh perlu diturunkan 3-5 ° C dan memberikan obat penenang yang lembut." Ini sangat berbeda dengan proses pembekuan astronot, yang diperlihatkan dalam film, Bradford menekankan. “Kami tidak terlibat dalam kriopreservasi dan tidak mencoba menghentikan semua proses molekuler. Tujuan kami adalah agar kru tidak aktif di ruang terbatas selama bagian tertentu dari misi."
Untuk menjaga agar para astronot tetap hidup, tim sedang mempelajari aplikasi medis dari teknologi ini. “Pasien diberi makan dan disiram secara intravena menggunakan larutan air. Metode ini disebut nutrisi all-parenteral dan secara teratur digunakan untuk mempertahankan keberadaan manusia dalam jangka waktu lama dalam pengobatan pasien kanker,”kata Bradford.
Ada sejumlah keuntungan untuk membuat kru tetap tertidur selama perjalanan luar angkasa yang diperpanjang, Bradford mengatakan: “Jika kru dalam keadaan ini, volume ruang hidup dapat dikurangi secara signifikan. Ini pada akhirnya mengurangi massa total pesawat luar angkasa yang diluncurkan. Ruang layak huni akan menjadi modul yang sangat kecil, dirancang untuk empat atau enam anggota awak, yang masing-masing berada di ruang hibernasinya sendiri. Ketika kru bangun, mereka membutuhkan ruang untuk tinggal di mana mereka bisa memasak dan makan, melakukan kebersihan dan olahraga, tidur, bersenang-senang dan melakukan penelitian."
Itu juga bisa bermanfaat bagi kesejahteraan astronot. "Dalam ekspedisi ke Mars, sekelompok kecil orang akan dikurung di ruang yang sangat kecil untuk waktu yang lama di bawah tekanan besar dan tanpa kemampuan untuk menghentikan penerbangan jika terjadi masalah," jelas Bradford. "Banyak kesulitan teratasi jika kru pergi tidur selama periode stres yang meningkat dan, mungkin, kebosanan."
Namun banyak penelitian yang diperlukan agar teknologi ini dapat diterapkan di luar angkasa. “Pada akhirnya, saya pikir ini akan menjadi mode utama perjalanan antarplanet,” kata Bradford. - Bayangkan saja Anda akan tidur dan bangun dalam 6 bulan sudah di Mars. Tidak begitu buruk!"
Pencetakan ruang 3-D
Astronot pertama yang menjelajahi Mars akan menghadapi bahaya. Selain radiasi di ruang angkasa dan di planet itu sendiri, mereka harus tinggal di pos terdepan yang jauh tanpa kemungkinan pasokan operasional jika diperlukan. Jika bagian vital dari pesawat luar angkasa rusak saat berada di permukaan, tidak akan ada yang mengirimkan cadangan. Proyek NIAC Thrifty Air Biomaterials bisa menjadi solusinya. Ini mengeksplorasi bagaimana sel hidup dapat digunakan dalam kombinasi dengan pencetakan 3-D untuk membuat bagian pesawat ruang angkasa, bahan konstruksi, dan bahkan mungkin jaringan manusia.
Roda pendaratan datar
Butuh waktu bertahun-tahun perencanaan dan rekayasa mutakhir untuk mempersiapkan prosedur pendaratan yang kompleks untuk Laboratorium Sains Mars Curiosity NASA pada tahun 2012. Keberhasilan misi bergantung pada pengoperasian sistem pendaratan yang sempurna. Hari ini, Curiosity memberi kita gambar-gambar unik dari salah satu tempat paling menarik secara ilmiah di Planet Merah. Tetapi ada cara yang jauh lebih mudah untuk menjelajahi lebih banyak sudut menarik dari tata surya. Proyek Pendarat Planet 2D sedang mengeksplorasi teknologi yang diperlukan untuk membuat berbagai perangkat setebal wafel yang dapat tersebar di seluruh planet, satelit, atau asteroid. Setiap perangkat semacam itu, yang tebalnya hanya beberapa milimeter, akan mencakup area seluas sekitar satu meter persegi; itu akan membawa panel surya, elektronik komunikasi,serta sensor untuk radiasi, angin, dan suhu.
Selain itu, Anda dapat memasang instrumen ilmiah halus di atasnya untuk mempelajari lingkungan sekitar. Hingga 50 perangkat semacam itu dapat dikirim ke target dalam satu penerbangan. Saat beberapa kendaraan masuk kembali 2D diluncurkan, mungkin bukan berat yang akan berhasil mendarat. Ini dapat diterima, jelas pemimpin proyek Dr. Hamid Hemmati. “Itu juga memungkinkan pendaratan di daerah berisiko tinggi yang, bagaimanapun, memiliki kepentingan geologis yang besar.
Aparat penyerbuan perampokan
Rovers dan pesawat ruang angkasa yang mengorbit bagus untuk menjelajahi tata surya dan mengirimkan sampel tanah dari dunia yang jauh. Mengirim sampel ke Bumi, sementara itu, tidaklah mudah. Bahkan jika dimungkinkan untuk meluncurkan wahana tanpa masalah, itu memiliki jalan panjang ke tujuan, pendaratan yang berisiko, lepas landas dan kembali melalui atmosfer bumi. Tanyakan kepada tim Genesis NASA seperti apa rasanya. Alat tersebut berhasil mengumpulkan sampel angin matahari pada rute luar angkasa sepanjang 32 juta km, dan pada akhirnya menabrak permukaan bumi dengan kecepatan 320 km / jam di gurun Utah akibat parasut yang belum dibuka.
Sekarang kelompok yang dipimpin oleh Profesor Robert Wingley dari Universitas Washington di Seattle (AS) sedang menjajaki kemungkinan menggunakan teknik naik pesawat untuk pengambilan sampel. Idenya adalah, terbang melewati asteroid atau satelit, menjatuhkan penetrator yang terhubung ke pesawat ruang angkasa dengan filamen panjang ke permukaannya. “Untuk asteroid, Anda membutuhkan filamen yang panjangnya hanya beberapa kilometer dan mungkin puluhan kilometer untuk satelit,” jelas Wingley. Begitu penetrator mencapai permukaan, mereka mengambil zat tersebut ke dalam kapsul untuk mengembalikan sampel. Kapsul ini kemudian ditarik dengan tali ke probe dan dikirim kembali ke Bumi. "Teknik ini akan memberikan lompatan besar dalam memahami asal mula tata surya," kata Wingley.
Robot konstruksi di orbit
Para ilmuwan telah lama melukis gambar struktur orbital raksasa dan pesawat ruang angkasa dengan panel surya besar yang mengapung di tata surya. Butuh biaya besar untuk meluncurkan bangunan kolosal seperti itu ke luar angkasa, dan, seperti yang kita lihat dengan ISS, sebagian besar pekerjaan instalasi membutuhkan partisipasi astronot.
Dr. Robert Hoyt dan rekan di Tethers Unlimited saat ini sedang mempelajari satu cara untuk mengatasi kesulitan ini. Idenya adalah meluncurkan struktur yang mampu merakit sendiri di orbit. Penulis menyebutnya SpiderFab ("spider-fabricator"). “Kami sedang mengembangkan proses di mana bahan diluncurkan ke luar angkasa dalam bentuk gulungan atau gulungan pita, dan kemudian bahan ini diproses untuk membuat struktur yang diperlukan,” jelas Hoyt. Dengan menggabungkan robotika dengan teknologi pencetakan 3D, grup tersebut berharap untuk memulai dengan desain orbital yang paling sederhana dan kemudian melanjutkan ke pengembangan elemen untuk pesawat ruang angkasa generasi berikutnya. "Penerbangan berawak di dalam tata surya membutuhkan struktur besar untuk menyebarkan susunan susunan surya, perisai radiasi dan komponen penting lainnya," kata Hoyt."Mampu meluncurkan material dalam bentuk kompak, seperti gulungan serat atau wadah polimer, akan memungkinkan kami menggunakan roket dengan ukuran dan biaya yang lebih kecil."
Penjelajah layar
Venus memiliki reputasi yang buruk, dan memang pantas demikian. Hujan asam sulfat, tekanan atmosfer yang sangat tinggi, dan permukaan yang panas dengan suhu sekitar +460 ° C membuatnya sangat tidak ramah. Tempat terakhir Anda ingin mengirim kendaraan self-propelled. Namun, ilmuwan planet baru saja akan melakukan ini dan bahkan ingin melengkapinya dengan layar. Ya, dengan layar. Sebagai bagian dari program NICA, para ilmuwan NASA sedang menyelidiki kemungkinan pengiriman kapal layar darat ke planet kedua dari Matahari. Perangkat itu dapat meluncur melintasi dataran lava yang relatif datar di Venus dengan angin sepoi-sepoi, kata para pengembang. Jika semuanya berjalan sebagaimana mestinya, penjelajah Venus dapat bekerja selama sekitar satu bulan, mereka yakin.
Reflektor sinar matahari
Jika kita pernah kembali ke bulan, salah satu tempat yang kita minati adalah daerah sekitar Kawah Shackleton. Bagian dalam kawah selalu tersembunyi dalam bayangan, dan batangnya hampir sepanjang waktu diterangi oleh matahari. Tanah di dalamnya bisa berisi es yang akan dibutuhkan untuk dasar bulan di masa depan, dan porosnya akan menjadi tempat yang ideal untuk memasang panel surya. Namun, akan sulit menjelajahi kedalaman Kawah Shackleton dan formasi serupa di benda langit lainnya karena kegelapan. Proyek Transformers for Extreme Environments mengusulkan untuk mengubahnya dengan kendaraan otonom ringan yang mampu memantulkan sinar matahari ke dalam kegelapan. Desain mirip origami dapat digunakan untuk menerangi dasar kawah, memanaskan area permukaan, dan untuk komunikasi.
Robot kapal selam
Tersembunyi di bawah permukaan bulan Jupiter, Europa adalah lautan air cair yang sangat luas. Ini adalah impian ahli astrobiologi. Apa yang dapat dilakukan untuk menyelidikinya saat ini sedang ditentukan oleh proyek NIAC yang dipimpin oleh Dr. Leigh McCue dari Virginia Polytechnic University (AS).
Menurut rencana grup, tiga kendaraan keturunan harus dikirim ke permukaan Europa. Masing-masing akan dilengkapi dengan cryobot yang akan mencair melalui kerak es hingga menemukan dirinya di lautan subglasial. Ketiga cryobots kemudian akan melepaskan pesawat layang yang mampu bergerak di air, menjelajahi lautan secara mendetail. “Laut Europa adalah tempat yang paling mungkin di tata surya di mana kehidupan luar angkasa dapat ditemukan,” kata McKew. - Ini sangat menginspirasi saya; eksplorasi es di Eropa dapat mengubah cara berpikir kita tentang kehidupan."
