A前瞻资讯官网
前瞻网
a 当前位置: 前瞻网 » 资讯 » 产经

登月什么的小意思,NASA正在酝酿18个未来太空计划!

分享到:
 Connor Feng • 2019-05-09 13:51:57 来源:前瞻网 E436G0

2

月球冰采矿、智能宇航服、太阳冲浪航天器和先进的系外行星探测器都是美国宇航局今年选择资助的早期太空技术的一部分。

通过美国宇航局的创新先进概念(NIAC)项目,该机构已经为18个项目提案提供了资金,这些项目旨在为NASA未来的潜在任务设计和测试技术概念。

美国国家航空航天局太空技术任务局代理副局长吉姆·罗伊特(Jim Reuter)在一份声明中说:“我们的NIAC项目旨在培养一些有远见的想法,这些想法可以通过投资革命性的技术来改变美国宇航局未来的任务。我们期待美国的创新者可以帮助我们用新技术扩展太空探索的边界。”

NIAC项目包括一期和二期奖励。一期奖励的获奖者将在九个月内获得约12.5万美元,这笔款项将用于对他们的概念进行初步验证,如果这个概念经过验证的话,一期奖励的得奖者就可以申请二期奖励,在此期间,他们可以用额外的资金来改善他们的设计。根据声明,从今年夏天开始,NIAC还将选择一个概念设计进行第三期研究。

以下18个项目已获选为一期或二期奖励。

探索金星

“极端环境和地带性探索仿生射线”(BREEZE, The Bio-inspired Ray for Extreme Environments and Zonal Exploration )旨在更详细地探索金星的大气层。通过充气结构与仿生运动学相结合的设计,研究人员已经为一架能在金星云层下进行观察的高效飞行器创建了一个模型。

该设计利用帮助控制飞行器升降的钢索张拉提高了飞行效率。BREEZE还将配备了可以让它在飞行中充电太阳能电池板。除了测量金星之外,BREEZE还可以应用于其他有稠密大气层的天体,如泰坦甚至地球。

金星地表任务

金星着陆器的概念包括一个将有助于为长期地表任务提供燃料的双载具结构,这个概念还包括一艘会漂浮的宇宙飞船,它将从金星的大气中收集能量,然后将这些能量“发射”到金星表面的一个着陆器上。

这个概念依赖于能量传输技术,也被称为无线能量传输,这种传输方法能够将电能从金星大气平台穿过金星的二氧化碳大气传输到着陆器的接收器上。这项技术将为着陆器提供恒定的能量来源,从而有助于将任务扩展到金星表面。

智能宇航服

德州农工大学的工程师们为一种新型宇航服开发了一种模型,他们称之为智能宇航服。这种新的宇航服设计将提高宇航员在火星和其他行星环境中进行舱外活动的移动性和灵活性。

智能宇航服将采用气体增压技术,并融入软机器人技术,为宇航员提供更大的机动性,使他们更容易与周围环境进行互动。此外,智能套装还将配备传感器和可伸缩的自愈皮肤,这两种特性可以同时作为屏幕,向穿戴者提供周围环境的视觉反馈。

太阳系外行星探测

双用系外行星望远镜(DUET, Dual Use Exoplanet Telescope )的设计是为了提高系外行星的探测能力,它的收集面积是计划中最大的地面望远镜的四倍,直径是后者的两倍。此外,美国宇航局官员说,DUET将能够利用径向速度和天体测量技术间接探测系外行星(这种技术依赖于探测行星围绕恒星旋转时的恒星摆动),也可以通过测量恒星发出的光的波长来直接探测系外行星。

DUET还能够利用行星和其母恒星的不同波长作为它们之间的距离函数来直接探测系外行星。

美国宇航局项目描述称:“这个项目利用了最早由艾萨克•牛顿(Isaac Newton)在他著名的棱镜实验中研究过的双色散技术,在这台望远镜中,波长与系外行星与其母恒星之间的距离成正比。”

大气探测微探针

西维吉尼亚大学的研究人员提议使用微探针来研究行星大气。一个小型的“有效载荷舱”将会运行在一个大约200米长(660英尺)的弦回路上,该弦回路樵夫在大气中,并将会为微探针提供大气阻力和静电升力。美国宇航局表示,微型探测器还将会有两个电子臂,它们可以感知大气中的电荷,并为探测器收集少量电能。

收获的电力将储存在有效载荷舱中,有效载荷舱还将配备转换装置、补充和调节弦回路静电荷的线形驱动器、集成微处理器、无线电和传感器。

深空探测

集群探测器ATEG反应器(SPEAR, Swarm-Probe Enabling ATEG Reactor)被设计成一种重量轻、高性价比的核电力推进航天器。它使用一个反应堆慢化剂和多个先进的热电发生器(ATEGs)来大大降低整体核心质量。

天文学家们希望通过降低反应堆的质量来向太空深处发射探测器,其中天文学家们比较感兴趣的其中一个地方就是木星的卫星欧罗巴,它的冰壳深处很有可能有外星生命的痕迹。木卫二上的地下水有时会冲破地壳进入太空,形成巨大的水羽流,而利用SPEAR技术,天文学家可以驱动更小的宇宙飞船飞越这些羽状物,寻找生命的证据。

开伞索电力系统

将探测器降落在行星表面这个过程可能会很困难,因为飞船并不总是能够利用到太阳能,而替代能源可能也比较昂贵、危险或过于复杂。相反,“开伞索创新动力系统”(RIPS)将使用一种开伞索解缆动力系统,将探测器顺利降落在大气密度较大的行星上。

NASA项目描述称:“解缆动力系统利用密集的大气层,拖曳力或浮力来发电,在一些任务档案中,与传统能源相比,解缆动力系统在质量、成本、电力、总能量和复杂性方面都具有显著的净优势。”

星际探测器

来自美国宇航局俄亥俄州格伦研究中心的天文学家们想要将多个超微型探测器发射到附近的一颗系外行星上。这种新型探测器的重量预计只有几毫克,因此它的质量将远远小于目前任何电力系统。根据NASA的项目提案,探测器将会“从航天器穿过目标系统环境时的运动中获取能量”。

在月球上采矿

通过月球极地气体动力采矿前哨(LGMO)项目,研究人员计划开采月球极地冰来生产推进剂,从而降低人类探索月球和月球工业化的成本。

该项目的团队已经在月球极地环形山附近确定了几个大型着陆点。虽然这些陨石坑被永久冻土层覆盖而且完全被黑暗笼罩,但周围地区却处于极昼的状态,而这些阳光可以通过太阳能电池板进行收集,为月球上的冰采矿前哨提供几乎连续的能源。

LGMO项目还包括辐射气体动力(RGD)开采。与机械挖掘不同,RGD采矿将能够通过加热永久冻土表面来从月球土壤(风化层)中提取资源。配备RGD技术的长时间电动漫游车将对水进行收集和储存,然后在返回基地。

清除太空垃圾

横切高远点燃料轨道导航器(CHARON)的概念旨在使用一种被称为主动碎片清除(ADR)的技术来清除太空碎片。

ADR将会把一些最大的碎片物体重新导航到衰减轨道中(回到衰减轨道之后这些物体会越来越接近大气,最终在大气层中燃烧殆尽,持续时间不到25年)。为了实现这一目标,CHARON将会是一种高效的轨道飞行器,以从近地轨道收集的低密度氮和低密度氧作为燃料。据美国宇航局称,该项目的第一阶段重点是轨道计算,以检索更大质量的太空碎片。

热采矿

为了在太阳系的寒冷天体上热开采冰,科罗拉多矿业学院的研究人员开发了一项技术。与其他开采技术不同的,热采将利用定向阳光直接加热冻结表面,或利用钻孔中的导电棒或加热器对地表下的物质进行加热。这种技术可以在免除传统挖掘的成本、总量和挖掘复杂性的情况下提取制造推进剂所需的资源。该小组正在评估整个太阳系中可能适用热采矿的地点。

微型卫星

受立方体卫星的启发,美国宇航局喷气推进实验室的研究人员提出了一个更小的低成本仪器计划,这种仪器可以用来探索太阳系的边界。研究小组已经提议将该仪器发射到太阳风顶层,即太阳风延伸的边缘,在那里,探测器将帮助科学家更好地了解太阳风的传播。

先进天文望远镜

与以往任何天文望远镜相比,高Étendue多目标光谱望远镜(The MOST)在孔径、采集面积、视场和光谱性能方面都更加先进,并且望远镜也很紧凑,成本也较低。此外,THE MOST非常适合太空部署,因为它有一个平坦的膜表面,质量非常小,而且比镜子更能容忍表面误差。The MOST已经获得了二期奖励,所以团队已经可以开始构建和测试实验室模型。

旋转运动扩展阵列综合体(R-MXAS)

旋转运动扩展阵列综合体(R-MXAS)为合成孔径成像辐射计提供了一种创新的航空航天结构,这种航天结构可用于对地球进行高分辨率观测。NASA表示,R-MXAS采用的是一个平行于地平线展开、固定在刚性缆索上的一维天线阵列,另外还有一个或多个可以与一维天线以直角旋转的附加缆索天线,与现有的方法相比,R-MXAS有这更小的尺寸、更轻的重量和更低的功率需求。

自导光束推进器

德克萨斯A&M工程实验站的研究人员将中性粒子束和激光束结合起来,开发了一种用于远距离(比如柯伊伯带、奥尔特云或附近的恒星系统)太空任务的新型推进系统。

该团队的光束推进结构将可以使星际任务以接近光速10%的速度飞行。该项目已入选NIAC二期奖励。据美国宇航局称,在这一阶段,该团队将进一步开发其概念模型,并分析为航天器产生动力的动量传递机制的可行性和设计。

太阳中微子探测器

利用这个小型中微子探测器,科学家们的目标是在接近太阳轨道时测量中微子。堪萨斯州威奇托州立大学的研究人员开发了一种提供先进测量技术和探测器技术的原型。

太阳中微子是由驱动太阳的核反应产生的,新的探测器原型体积较小,并配备了适当的屏蔽装置,使仪器能够在近太阳轨道收集数据。

衍射光帆

二期奖励的项目还包括衍射光帆(或太阳能帆)的研究,这些帆将从阳光中获取动力,推动宇宙飞船前进。与常规的太阳能发电技术不同,太阳能帆不发电,相反,它们通过改变直接击中它们的动量的方向来获得动力。新的设计使用的是衍射,而不是之前设计中使用的反射来重新导向光线。美国宇航局表示,这意味着衍射光帆将更轻,也能使飞船加速得更快。

太阳能冲浪

太阳能冲浪概念项目包括一艘无人飞船,它将深入太阳的日冕或外层大气。该设计要求在薄薄的太阳盾上覆盖高反射率涂层,并在盾和航天器之间设置一个分散二次红外辐射的二次镀银反射锥。根据NASA的说法,采用这种设计的探测器可以到达距离太阳1个太阳半径(43.2万英里,或69.5万公里)内的范围,这比帕克太阳探测器目前接近太阳的距离还要近8倍。

本文来源前瞻网,转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点,本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。(若存在内容、版权或其它问题,请联系:service@qianzhan.com) 品牌合作与广告投放请联系:0755-33015062 或 hezuo@qianzhan.com

p15q0

分享:

品牌、内容合作请点这里:寻求合作 ››

前瞻经济学人微信二维码

前瞻经济学人

专注于中国各行业市场分析、未来发展趋势等。扫一扫立即关注。

前瞻产业研究院微信二维码

前瞻产业研究院

如何抓准行业的下一个风口?未来5年10年行业趋势如何把握?扫一扫立即关注。

前瞻经济学人 让您成为更懂趋势的人

想看更多前瞻的文章?扫描右侧二维码,还可以获得以下福利:

  • 10000+ 行业干货 免费领取
  • 500+ 行业研究员 解答你的问题
  • 1000000+ 行业数据 任君使用
  • 365+ 每日全球财经大事 一手掌握
  • 下载APP

  • 关注微信号

文章评价COMMENT

还可以输入2000个字

暂无网友的评论
前瞻数据库
企查猫
前瞻经济学人App二维码

扫一扫下载APP

与资深行业研究员/经济学家互动交流让您成为更懂趋势的人

下载APP
前瞻经济学人APP

下载前瞻经济学人APP

关注我们
前瞻经济秀人微信号

扫一扫关注我们

意见反馈

×
J