|
Смелые планы НАСА по колонизации космоса
|
|
|
|
Эксперты НАСА одобрили очередной список из 25 "безумных" проектов по освоению космоса, авторы которых предлагают изучать Марс при помощи роботов-"трансформеров" и киберпчел, построить позитронный и лазерный двигатель для полета на альфу Центавра, а также защитить марсонавтов от радиации при помощи гигантского магнита.
|
|
|
|
"В этом году мы получили рекордное число заявок — свыше 230 предложений от наших конкурсантов, и поэтому борьба между ними была особенно ожесточенной. Я с нетерпением жду того времени, когда эти проекты будут воплощены в жизнь", — заявил Джейсон Дерлет (Jason Derleth), руководитель программы NIAC в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (США).
|
|
|
Каждые несколько лет агентство проводит конкурс инновационных разработок NIAC, в рамках которого эксперты собирают и воплощают в жизнь самые смелые, причудливые и перспективные идеи по изучению ближнего и дальнего космоса, а также поверхности планет Солнечной системы.
|
|
|
|
Специалисты НАСА ежегодно отбирают несколько высокорисковых, но перспективных космических проектов, придуманных небольшими научными коллективами. Затем агентство предоставляет ресурсы и средства на их реализацию, еще 20-25 исследователей получают небольшие гранты на первичную проработку.
|
|
Через тернии к звездам
|
|
|
|
Сегодня НАСА и другие ведущие космические агентства мира признали, что изучать космос будет невозможно без создания новых двигательных и энергетических установок, способных вывести человечество на межзвездный уровень. Сразу пять проектов, одобренных в рамках NIAC, посвящены созданию подобных систем, которые могут или разгонять звездолеты до околосветовых скоростей, или двигаться практически бесконечно долго.
|
|
|
|
Три из них уже одобрили на предыдущих конкурсах NIAC, и сейчас они стали победителями во второй фазе этого проекта, которая предполагает гораздо более существенное финансирование и подразумевает, что авторам этих идей удалось доказать, что их "безумные проекты" действительно работают.
|
|
|
|
Первым стал скандальный проект "двигателя Маха", нарушающий теорию относительности Эйнштейна и, предположительно, работающий благодаря одному из свойств пространства-времени, открытому в конце XIX века известным немецким физиком Эрнстом Махом.
|
|
|
|
Он предположил, что все свойства физических тел зависят не только от них самих и их непосредственного окружения, но и от расположения относительно всех других объектов во Вселенной. Это свойство, как показал американский физик Джеймс Вудвард в 1990 году, можно в теории использовать для придания ускорения космическому кораблю без расхода топлива, притягивая и отталкивая заряженные объекты в определенные периоды времени.
|
|
|
|
Как отмечают Вудвард и его коллега Хайди Фирн, победа в первой фазе NIAC дала им ресурсы, чтобы решить проблему с перегревом первых прототипов двигателей и разработать теорию, описывающую его работу. Благодаря этому они просчитали, как много энергии нужно потратить для полета к Проксиме b, ближайшей к нам землеподобной планете.
|
|
|
|
Деньги, выделяемые НАСА во второй фазе NIAC, физики потратят на создание первых прототипов и их проверку. Если эксперимент завершится удачно, то Фирн и Вудвард предполагают, что следующим шагом может стать полет к Проксиме Центавра.
|
|
|
|
Два других проекта — лазерный парусник Breakthrough и термоядерный двигатель PuFF — вполне укладываются в лекала современной физики. В рамках первой инициативы ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) предлагают использовать орбитальный лазер мощностью в 100 мегаватт для разгона космического корабля с 110-метровым парусом до околосветовых скоростей и полета на окраины Солнечной системы.
|
|
|
|
Авторы второй идеи предлагают создать установку, которая сжимает термоядерное топливо до почти критических температур и давлений, заставляя его атомы сливаться друг с другом и выделять энергию. В отличие от термоядерных реакторов и бомб, этот газ не будет сжиматься дальше и порождать еще больше энергии, а покинет двигатель в виде сверхплотной реактивной струи, способной разогнать корабль до сверхвысоких скоростей.
|
|
|
|
По оценкам авторов этой идеи, инженеров из Центра космических полета НАСА имени Маршалла, подобную установку можно создать уже сегодня, используя уже существующие материалы. Она доставит первых людей к Марсу всего за месяц, а за несколько десятилетий долетит до ближайших к нам звезд, используя "подручное" топливо в виде межзвездного газа и пыли.
|
|
Расчетливое безумие
|
|
|
|
На конкурсе представлены и более "реалистичные" проекты. К примеру, ученые из университета A&M в Техасе, авторы проекта PROCSIMA, предлагают уменьшить размеры и мощность и самого лазера, и разгоняемого им "парусника", используя не один, а два типа излучателей. Первый из них по-прежнему будет вырабатывать свет, а второй — пучок заряженных частиц, которые играют роль своеобразного "оптоволокна" для электромагнитного излучения.
|
|
|
|
Эти частицы, по замыслу авторов, будут удерживать фотоны внутри себя, не давая им "разбежаться" по космосу, что повысит эффективность работы такого ускорителя примерно в 10 тысяч раз и позволит ему работать на гораздо больших расстояниях, чем Breakthrough. По их расчетам, PROCSIMA сможет разогнать небольшой зонд диаметром в метр до 10% скорости света и доставить его на альфу Центавра за 42 года, или быстро вывести телескоп в ту точку, где притяжение Солнца начинает искажать свет.
|
|
|
|
Второй проект, RPP, представляет собой вариацию на тему "ядерного двигателя". Его создатели предлагают построить установку, топливом в которой станут редкие изотопы. Их распад приведет к формированию позитронов — простейшей формы антиматерии. Эти позитроны можно объединить в единый пучок частиц антиматерии, чьи столкновения с пучком обычной материи будут порождать мощную тягу и разгонять корабль до околосветовых скоростей.
|
|
|
|
Жители "железной" планеты
|
|
|
|
Большая часть остальных проектов NIAC посвящена изучению Марса и других планет Солнечной системы, а также созданию таких исследовательских машин, которые могли бы работать неограниченно долго.
|
|
|
|
По этой причине общей темой данных проектов стала так называемая концепция ISRU (in-situ resource usage), в основе которой лежит идея использования всех "подручных средств", в том числе воздуха, пород и других состояний вещества на планетах для обеспечения зондов энергией и топливом.
|
|
|
|
К примеру, ученые из Исследовательского центра НАСА имени Эймса предлагают создать и "заселить" Марс особым видом грибов, способным расти на поверхности Красной планеты. Эти грибы будут выделять меланин и другие вещества, активно поглощающие ионизирующее излучение и космические лучи, и защищать людей или машины от воздействия радиации. В будущем подобными грибами можно покрывать пластиковые компоненты обшивки марсианских баз и использовать грибницу для обустройства обитаемых модулей и даже целых "городов".
|
|
|
|
Их коллеги из JPL разрабатывают настоящего робота-трансформера, способного менять форму и манеру передвижения, разбирая себя на части и соединяя их иным образом. Эта машина, получившая имя FAR, будет состоять из множества примитивных мини-роботов, оснащенных набором пропеллеров и других простых двигательных устройств, способных соединяться в объекты произвольной формы и размеров.
|
|
|
|
К примеру, такой "трансформер" сможет превращаться в шар, движимый ветрами, в торпеду, способную быстро плавать под водой, в аналог беспилотника с большим крылом и в множество других конструкций, способных решать самые разные задачи.
|
|
|
|
Конкурентами ему станут своеобразные киберпчелы, которых разрабатывают инженеры из университетов Алабамы и Японии. Летающие насекомые, как давно заметили ученые, тратят необычно мало энергии во время полета, что позволит небольшому роботу с крыльями "пчелы" прожить в разы дольше, чем обычному дрону и беспилотнику. Вдобавок небольшая масса подобных киберпчел позволит отправить на Марс целый рой таких роботов.
|
|
|
|
Схожим образом будет работать проект SPARROW, предназначенный для поиска следов жизни на Европе, Энцеладе и других планетах с подледным океаном. Он представляет собой небольшой дрон, источником энергии для которого выступит водяной пар, производимый посадочным модулем, растапливающим окружающие планету льды.
|
|
|
|
Подобный подход, как надеются его разработчики, позволит SPARROW изучить сразу несколько интересных точек на поверхности этих планет, где, возможно, будут обнаружены первые следы внеземной жизни.
|
|
|
|
Как подчеркивают эксперты НАСА, все проекты, одобренные в рамках конкурса, не рассчитаны на быструю реализацию — на их разработку уйдет не менее десяти лет. Тем не менее, как ожидается, потенциал всех одобренных инноваций будет реализован на все 100%.
|
|
|
|
Источник
|
