ناسا تدرس بعض تقنيات المستقبل البري

يتطلب مستقبل استكشاف الفضاء أفكارًا كبيرة ، وليس لدى ناسا أي اعتراض على التفكير في بعض أكبر الأفكار الموجودة هناك. يوجد برنامج المفاهيم المتقدمة المبتكرة (NIAC) التابع لوكالة الفضاء لهذا الغرض بالذات ، وقد اختار المجموعة التالية من المفاهيم التي تستحق الدراسة الأولية.

تم منح الجولة الأخيرة من منح NIAC إلى 14 فريقًا بحثيًا ، تلقى كل منهم 175000 دولار أمريكي لتطوير مفاهيمهم ، ناسا أعلن في الامس. من بين 14 ، 10 متلقون لأول مرة من NIAC. هذه كلها دراسات أولية للمرحلة الأولى ، والتي يجب إكمالها في غضون تسعة أشهر.

وقال مايكل لابوينت ، المدير التنفيذي لبرنامج NIAC في البيان: “تساعد دراسات المرحلة الأولى من NIAC ناسا على تحديد ما إذا كانت هذه الأفكار المستقبلية يمكن أن تمهد الطريق لقدرات استكشاف الفضاء المستقبلية وتمكين مهام جديدة مذهلة”.

قد يشهد النجاح في المرحلة الأولى انتقال بعض هذه المفاهيم إلى المرحلة الثانية ، حيث يتم منح الباحثين مزيدًا من التمويل وسنتين إضافيتين لتطوير مخططاتهم الطموحة. قلة مختارة فقط تصل إلى القاعدة الثالثة: المرحلة الثالثة.

تغطي منح NIAC عادةً مجموعة واسعة من الاهتمامات الفضائية ، والاختيارات لهذا العام لا تختلف. تحقق وكالة ناسا توازنًا بين علوم الأرض والفضاء ، واستكشاف الفضاء ، والأهم من ذلك بالنسبة لوكالة الفضاء ، تعزيز أجندة Artemis الخاصة بها ، والتي بموجبها تسعى ناسا إلى عودة مستدامة وطويلة الأمد إلى القمر.

يطير AirTitan

من بين المفاهيم الأكثر لفتًا للنظر هو مشروع AirTitan تصورها عالم الكواكب كوين مورلي من شركة بلانيت إنتربرايزز. كانت المفاهيم المختلفة لاستكشاف قمر زحل تيتان المقترحة من قبل، ووكالة ناسا بالفعل في خضم تستعد لمهمة اليعسوب، لكن فكرة مورلي هي المستوى التالي بشكل واضح. ستكون مركبة AirTitan ذاتية التحكم مريحة في الطيران في الغلاف الجوي السميك لتيتان كما لو كانت تبحر في بحيرات الميثان الخاصة بها.

يتصور مورلي رحلات يومية لشركة AirTitan ، حيث تنتقل بسلاسة من المراكب المائية (إيه ، ميثان كرافت؟) إلى الطائرات. بالإضافة إلى أخذ عينات من الغلاف الجوي المعقد لتيتان ، سيقوم المسبار بجمع وتحليل العينات السائلة. في الواقع ، تيتان له أهمية بيولوجية فلكية كبيرة ، حيث أنه قد يستضيف كيمياء عضوية حيوية. ومع ذلك ، يمكن أن تمثل البحيرات الزيتية السميكة مشكلة ، لكن بطانة الجناح القابلة للنفخ يمكن أن “توفر مرونة وتقلل من مشاكل تراكم الحمأة” ، وفقًا لمورلي.

الأقمار الصناعية الضخمة لعلم الفلك

ناسا مهتمة أيضًا بـ المرصد العظيم للأطوال الموجية الطويلة مفهوم (GO-LoW) الذي اقترحته ماري كناب من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. سيتألف هذا المرصد الفضائي من آلاف الأقمار الصناعية المتطابقة التي تعمل عند نقطة لاغرانج الخامسة بين الأرض والشمس (L5). من خلال البحث عن انبعاثات الراديو على ترددات بين 100 كيلو هرتز و 15 ميجاهرتز ، يمكن لمصفوفة الأقمار الصناعية دراسة المجالات المغناطيسية للكواكب الخارجية البعيدة والكشف عن الكواكب الخارجية الصخرية المشابهة لنا.

يكتب كناب أن نهج “الفشل السريع والفشل الرخيص يمثل خروجًا جذريًا عن الممارسات التقليدية” ، مضيفًا أن “سبيس إكس والداخلين الجدد الآخرين إلى سوق مركبات الإطلاق قد دفعوا السوق إلى خفض التكاليف وخفضها ، من خلال ابتكارات التصنيع واقتصاديات على نطاق واسع وراء الأبراج الضخمة “.

دفع شعاع بيليه

ناسا تريد أرتور دافويان من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، لمواصلة تطوير قدراته نظام دفع شعاع بيليه المفهوم الذي تصوره المهندس الميكانيكي والفضائي كوسيلة لنقل المركبات الفضائية الثقيلة إلى أهداف عبر النظام الشمسي وحتى في الفضاء بين النجوم. سيستخدم نظام الدفع المقترح حزمة بيليه – حزمة من الجسيمات فائقة السرعة المجهرية مدفوعة بأشعة الليزر – لدفع المركبات الفضائية إلى المواقع المرغوبة. على عكس المفاهيم الأخرى ، تسمح حزمة الحبيبات بنقل المركبات الفضائية الثقيلة ، والتي يقول دافويان إنها “تزيد بشكل كبير من نطاق المهام المحتملة”.

يمكن أن يأخذ دفع شعاع الحبيبات الحمولات إلى الكواكب الخارجية في أقل من عام وإلى مسافات أبعد من 100 مرة عن المسافة بين الأرض والشمس (au) في حوالي ثلاث سنوات ، على حد زعمه. بالنسبة للدراسة الحالية ، سينظر دافويان في فعالية استخدام شعاع الحبيبات لنقل حمولة 1 طن إلى 500 وحدة في أقل من 20 عامًا. كمرجع ، يقع بلوتو “فقط” على مسافة 35.6 وحدة من الأرض ، بينما يبعد فوييجر 2 التابع لناسا ، والذي تم إطلاقه قبل 45 عامًا ، ما يقرب من 133 وحدة من الأرض.

خط أنابيب أكسجين في القطب الجنوبي للقمر

تتمثل إحدى الأولويات الرئيسية لبرنامج Artemis التابع لناسا في الحفاظ على وجود مستدام على سطح القمر ، وهو تحد يمكن لوكالة الفضاء التغلب عليه باستخدام الموارد الموجودة في الموقع ، مثل استخراج الأكسجين من الثرى القمري (التربة) والجليد المائي. يوافق بيتر كوريري من لونار ريسورسز في هيوستن ، لكنه ليس من المعجبين بخطة ناسا الحالية ، لأنه يشرح:

الجهود الممولة الحالية في الموقع [on-site] يتكون استخراج الأكسجين من تعبئة الأكسجين في خزانات غاز مضغوط أو لتسييله وتخزينه في ديوار. يتطلب كلا الأسلوبين نقل صهاريج أو ديوار إلى مرافق مختلفة للاستخدام. تعتبر عملية نقل هذا الأكسجين على المركبات الجوالة أكثر كثافة في استخدام الطاقة من عملية الاستخراج ويُعتقد أنها الجانب الأكثر تكلفة في الحصول على الأكسجين في الموقع لاستخدامه على القمر نظرًا للمسافات الطويلة التي ستكون منطقة استخراج الموارد من موطن بشري. أو مصنع تسييل.

بدلاً من ذلك ، يقترح كوريري خط أنابيب على سطح القمر ، والذي سيتم بناؤه في القطب الجنوبي للقمر ، حيث يوجد معظم الجليد المائي للقمر. جذب هذا المفهوم انتباه ناسا ، مما أدى إلى منح المرحلة الأولى للبحث.

ستوفر خطوط الأنابيب للمستوطنين وصولًا مستمرًا إلى الأكسجين الثمين ، مع ربط المستوطنات المتفرقة أيضًا. يقول كوريري: “لم يتم السعي مطلقًا إلى إنشاء خط أنابيب على سطح القمر وسيحدث ثورة في عمليات سطح القمر لبرنامج Artemis ويقلل التكلفة والمخاطر”.

تزايد الطوب على سطح المريخ

ناسا لديها أيضا أنظارها على المريخ ، لذلك فهي تريد Congrui Grace Jin ، مهندسة من جامعة نبراسكا – لينكولن ، لتوضيح فكرتها عن زراعة الطوب على المريخ ، بدلا من استيرادها من الأرض. في الواقع ، سيحتاج المستوطنون إلى بناء هياكل على سطح المريخ ، لكن هذا سيتطلب إطلاق مواد في بعثات منفصلة ، مما يزيد من التكاليف. من الناحية العملية ، فإن بحث جين “يقترح أنه بدلاً من شحن عناصر التجهيز الجاهزة إلى المريخ ، يمكن تحقيق تجهيز الموائل من خلال البناء في الموقع باستخدام البكتيريا الزرقاء والفطريات كعوامل بناء.”

سيتم إقناع هذه الميكروبات بتوليد المعادن الحيوية والبوليمرات من أجل لصق الثرى المريخي في اللبنات الأساسية. يكتب جين: “يمكن تجميع كتل البناء ذاتية النمو هذه لاحقًا في هياكل مختلفة ، مثل الأرضيات والجدران والفواصل والأثاث”.

هذه ليست سوى عدد قليل من المفاهيم الأربعة عشر التي اختارتها وكالة ناسا لمنحة NIAC لهذا العام. يمكنك معرفة المزيد عن مقترحات البحث الأخرى هنا. ولكي نكون واضحين ، لم تتم الموافقة على هذه المفاهيم كمشاريع فعلية – ما زالوا بحاجة إلى اجتياز اختبار الشم الذي أجرته وكالة ناسا. بعض وربما كل شيء من هذه الأفكار قد تموت على الكرمة ، لكن هذه الأنواع من التكهنات تستحق العناء دائمًا ومعاينة سريعة لما قد يكون ممكنًا في النهاية.