NASA計(jì)劃選擇了18個(gè)旨在推動(dòng)太空技術(shù)發(fā)展的高科技項(xiàng)目

據(jù)外媒NewAtlas報(bào)道，近日美國(guó)國(guó)家宇航局（NASA）的創(chuàng)新先進(jìn)概念（NIAC）計(jì)劃選擇了18個(gè)旨在推動(dòng)太空技術(shù)發(fā)展的高科技項(xiàng)目。NASA為十幾個(gè)研究項(xiàng)目提供的資金高達(dá)50萬美元，用于長(zhǎng)期探索和利用月球及其他地區(qū)。

20世紀(jì)50年代成立以來，NASA將資金投資于各種尖端技術(shù)，包括火箭設(shè)計(jì)到零重力筆等。這種方法既導(dǎo)致了尷尬和好處，也是NIAC計(jì)劃旨在延續(xù)的方法。

“我們的NIAC計(jì)劃通過投資革命性技術(shù)培育出可以改變NASA未來任務(wù)的遠(yuǎn)見卓識(shí)，”NASA太空技術(shù)任務(wù)理事會(huì)代理副主任JimReuter說?！拔覀兤诖绹?guó)的創(chuàng)新者幫助我們用新技術(shù)突破太空探索的界限?！?/p>

目前的NIAC選擇分為第一階段和第二階段獎(jiǎng)項(xiàng)。對(duì)于為期9個(gè)月的評(píng)估和概念定義，第一階段的價(jià)值約為125,000美元，而第二階段則用于更高級(jí)的研究，并包括兩年內(nèi)最高達(dá)500,000美元的獎(jiǎng)勵(lì)。NASA表示，所有項(xiàng)目都處于概念階段，距實(shí)際應(yīng)用至少十年。

第一階段的選擇包括：

用于極端環(huán)境和區(qū)域探測(cè)的Bioinspired Ray（BREEZE）

JavidBayandor，紐約州立大學(xué)布法羅分校。

BREEZE是一種充氣機(jī)器人飛行器，受到“魔鬼魚”的啟發(fā)，可以在海拔50至60公里（31至37英里）的金星大氣層的上層漂浮和滑行。它將采用太陽能供電，并能夠通過使用電纜改變其高度，以改變飛行器的體積。

根據(jù)開發(fā)人員的說法，BREEZE飛船可以使用像噴氣流一樣的緯向風(fēng)來在四到六天內(nèi)環(huán)繞地球-在一天的2-3天充電并探索夜間。攜帶的儀器可能包括質(zhì)譜儀、濁度計(jì)、可見光和近紅外高分辨率相機(jī)，磁力計(jì)和風(fēng)速計(jì)，以及用于測(cè)量大氣壓力，溫度和密度等的傳感器。

長(zhǎng)期金星表面任務(wù)的Power Beaming

ErikBrandon，NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL），加利福尼亞州帕薩迪納市。

另一個(gè)旨在探索金星的項(xiàng)目——PowerBeaming研究將著眼于為金星地表任務(wù)提供電力。在這種情況下，“大氣平臺(tái)”（氣球）將安裝有太陽能電池板，電池和射頻或微波發(fā)射器。氣球漂浮在金星大氣層的上層，陽光會(huì)給電池充電。

一旦電池充電，氣球?qū)⒊寥胼^低的大氣層，不透明的云層阻止表面著陸器使用自己的太陽能電池板獲取能量。然后，氣球的發(fā)射器將能量發(fā)射到著陸器，該著陸器配備有特殊的可充電，高溫熔鹽或固體電解質(zhì)電池，或固體氧化物再生燃料電池系統(tǒng)，可以在金星的表面溫度下保持足夠高度以便融化鉛。然后氣球?qū)⑸仙⒅貜?fù)該過程。

SmartSuit

AnaDiazArtiles，德克薩斯A＆M大學(xué)工程實(shí)驗(yàn)站。

SmartSuit設(shè)計(jì)用于火星和其他行星任務(wù)，但它不是一個(gè)被動(dòng)的加壓氣囊，而是采用軟體機(jī)器人技術(shù)和柔軟、可伸縮的自我修復(fù)材料，并結(jié)合嵌入式傳感器。后者可以收集數(shù)據(jù)，并顯示環(huán)境和膜結(jié)構(gòu)信息。

SmartSuit是一款智能套裝，旨在增強(qiáng)用戶的移動(dòng)性和靈活性，以及與其環(huán)境互動(dòng)。柔軟的機(jī)器人元件也允許套裝施加機(jī)械反壓力，這意味著套裝不需要加壓到與傳統(tǒng)套裝相同的程度。

雙用途系外行星望遠(yuǎn)鏡（DUET）

TomDitto，3DeWittLLC，Ancramdale，紐約州。

DUET是一種新的系外行星狩獵望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)，其涉及面積是地面望遠(yuǎn)鏡的四倍，但足夠輕，可以在一個(gè)火箭有效載荷中發(fā)射。軌道儀器通過牛頓首次研究的雙色散技術(shù)消除了對(duì)星形陰影或日冕儀的需求來管理這種增加，該技術(shù)允許DUET分離系外行星及其母恒星的不同光波長(zhǎng)。

行星大氣電推動(dòng)和驅(qū)動(dòng)的微型探頭（MP4AE）

YuGu，西弗吉尼亞大學(xué)。

這項(xiàng)新穎的研究基于蜘蛛的“飛航”能力，并設(shè)想由數(shù)千個(gè)重約50毫克的微型探測(cè)器進(jìn)行的行星探測(cè)任務(wù)。這些將包括一個(gè)200米長(zhǎng)（660英尺）的弦環(huán)，用于提供大氣阻力并產(chǎn)生一個(gè)小電荷，以便在探測(cè)器漂浮在行星的指定大氣層時(shí)為探測(cè)器供電。

支持Swarm探針的ATEG反應(yīng)器（SPEAR）探針

TroyHowe,HoweIndustriesLLC，坦佩，亞利桑那州。

SPEAR是一種用于深空探測(cè)的超輕型核電推進(jìn)探測(cè)器。它將由一個(gè)新的輕型反應(yīng)堆調(diào)節(jié)器和先進(jìn)的熱電發(fā)電機(jī)（ATEG）提供動(dòng)力。盡管反應(yīng)堆不會(huì)產(chǎn)生與其他設(shè)計(jì)一樣多的電力，但這可以通過降低成本來抵消，這將使深空任務(wù)的數(shù)量增加。此外，它使用低品位鈾意味著它可以在商業(yè)上運(yùn)作。

Ripcord創(chuàng)新動(dòng)力系統(tǒng)（RIPS）

NoamIzenberg，約翰霍普金斯大學(xué)，馬里蘭州勞雷爾。

RIPS是一種為短壽命大氣探測(cè)器提供電源的系統(tǒng)。從本質(zhì)上講，它是一條從探測(cè)器在錐形滑槽上發(fā)揮作用的線，在下降過程中利用阻力來產(chǎn)生電力。這種方法適用于氣體巨行星的大氣進(jìn)入探測(cè)器，這些探測(cè)器需要短時(shí)間的高功率。

星際飛行的力量

GeoffreyLandis,，美國(guó)宇航局格倫研究中心，克利夫蘭。

這是一個(gè)星際任務(wù)，使用激光推進(jìn)系統(tǒng)推動(dòng)跨越星際距離的超小型探測(cè)器通過系外行星飛行。根據(jù)支持者的說法，在這種規(guī)模下，當(dāng)探測(cè)器穿過新的恒星系統(tǒng)時(shí)，探測(cè)器可以像微型發(fā)電機(jī)一樣收獲能量。

月球推進(jìn)劑采礦前哨（LPMO）

JoelSerce，TransAstraCorporation，LakeViewTerrace，加州。

月球采礦計(jì)劃LPMO旨在通過使用可垂直放置在100米高的桅桿上的可展開太陽能電池陣列來減少在月球極地挖冰的需求，以便為輻射氣體動(dòng)態(tài)（RGD）采礦作業(yè)提供動(dòng)力。LPMO不是挖出冰，而是使用射頻、微波和紅外輻射的組合來加熱冰沉積物，然后冰沉積物升華并收集在低溫冷阱中以將氣體變?yōu)橐后w形式。

Crosscutting High Apogee 加油軌道導(dǎo)航儀（CHARON）

JohnSlough，MSNWLLC，雷德蒙德，華盛頓州。

HARON是一個(gè)旨在清理繞地球運(yùn)行的空間碎片的概念，這些碎片可能對(duì)衛(wèi)星和其他航天器造成危害。CHARON使用無電極洛倫茲力推進(jìn)器，這是一種超輕型離子發(fā)動(dòng)機(jī)，具有很高的推力功率比。它將放置在圍繞地球的橢圓軌道上，在那里攔截并將碎片運(yùn)送到衰減軌道。通過其推進(jìn)器，它將能夠改變其軌道以追捕其目標(biāo)，并且通過浸入大氣中，它將能夠收集推進(jìn)劑的氧和氮分子，使其基本上自我加油。

Thermal Mining of Ices on Cold Solar System Bodies

George Sowers， 科羅拉多礦業(yè)學(xué)院，戈?duì)柕?/p>

一個(gè)月球采礦概念，這個(gè)概念使用陽光加熱的地下導(dǎo)體，這些導(dǎo)體會(huì)加熱冰沉積物，冰沉積物將通過鉆孔升華并收集在圓頂帳篷中以進(jìn)行再凍結(jié)和收集。

探索我們太陽系邊界的低成本SmallSats

JPL的Robert Staehle

該項(xiàng)目旨在探測(cè)太陽系邊緣的深空。為了將大量低成本航天器發(fā)送到木星之外，支持者希望生產(chǎn)類似CubeSat的飛行器，可以在行星任務(wù)中作為次級(jí)有效載荷發(fā)射。

2019年第二階段選擇包括：

The High étendue Multiple Object Spectrographic Telescope (THE MOST)

Tom Ditto, 3DeWitt LLC, Ancramdale, 紐約州

MOST是一種新型太空望遠(yuǎn)鏡的概念，它可以為視場(chǎng)中的每個(gè)物體記錄高分辨率光譜，這是以前望遠(yuǎn)鏡的100倍。它通過將光線投射通過光柵平面來對(duì)其進(jìn)行折射并使用與鏡子相比高度容忍表面誤差的平膜來創(chuàng)建整個(gè)天空的光譜圖像。第二階段將看到THEMOST實(shí)驗(yàn)室模型的構(gòu)建和測(cè)試。

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展陣列合成（R-MXAS）

JohnKendra，Leidos，Inc.，Reston，弗吉尼亞。

R-MXAS是一種合成孔徑成像輻射計(jì)，體積更小，功耗低于現(xiàn)有版本。它通過在平面陣列和剛性系繩之間產(chǎn)生的干涉基線來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

用于突破星際任務(wù)的自導(dǎo)波束推進(jìn)器

ChrisLimbach,德克薩斯A＆M大學(xué)工程實(shí)驗(yàn)站。

一個(gè)星際任務(wù)，這個(gè)任務(wù)使用激光和粒子束的組合來創(chuàng)建一個(gè)自導(dǎo)能量束，可以推動(dòng)無人探測(cè)器的速度高達(dá)光速的10％。通過使用中性粒子束和激光，支持者聲稱在光束通過空間傳播期間的熱膨脹和衍射將被消除。

太陽中微子航天器探測(cè)器的天體物理學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究

Nickolas Solomey, 堪薩斯州威奇托州立大學(xué)

這是一種小型化的中微子探測(cè)器，設(shè)計(jì)用于太陽探測(cè)器探測(cè)太陽近軌道中的中微子。支持者表示，在太空中設(shè)計(jì)合理的儀器重量?jī)H為250千克（550磅），但與3000噸地面探測(cè)器的工作相同。

Diffractive LightSails

Grover Swartzlander, 紐約州羅切斯特理工學(xué)院

該項(xiàng)目使用太陽能帆捕捉太陽光以提供航天器推進(jìn)力。這不是什么新鮮事，但新版本將使用超材料原理制作光學(xué)薄膜，而不是使用簡(jiǎn)單的反射式聚酯薄膜。這將極大地提高效率，因?yàn)楸∧⒃试S帆使用所謂的電光束轉(zhuǎn)向，其中，不是為了保持航向而使帆成角度，而是使用衍射光來獲得相同的效果，這意味著帆可以保持最佳角度以獲得最佳加速度。

Solar Surfing

DougWillard，美國(guó)宇航局肯尼迪航天中心，佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角。

也許最具戲劇性的建議是SolarSurfing項(xiàng)目。在這種情況下，無人太空船將深入太陽的日冕或外部大氣層，使用高反射率涂層覆蓋薄的太陽屏蔽層和屏蔽層與航天器之間的二次鍍銀反射錐，以分散二次紅外輻射。支持者聲稱這將允許探測(cè)器比帕克太陽探測(cè)器更靠近太陽。