10 Game-Changing New Space Vehicle Concepts
De mest spännande koncepten är vanligtvis de längsta från fruitionen. Men om våra förfäder inte undersökte det osannolika, skulle vi aldrig ha hoppat över Lugnethavet eller krossade protoner i damm. På samma sätt, om vi inte omfamnar det osannolika idag, kommer vi aldrig att kunna uppleva de yttre planeterna eller öppna temaparker på Mars.
10Swarm Flyby Gravimetry
Fotokredit: Johna Hopkins Applied Physics LaboratoryMedan de flesta satelliter växer, föreslår rymdteknikern Justin Atchison att gå mindre långt mindre. Och han har fått ett Fas I-bidrag från NASA för att utveckla sin föreslagna Swarm Flyby Gravimetry. Det låter otroligt illvilligt, men svärmarna är egentligen skolor av adorably små sonder. Detta var bland 12 projekt för att ta emot NASAs preliminära välsignelse vid ett nytt symposium för avancerade utforskande begrepp.
Svärmen är perfekta för att studera några av de minsta kropparna i vårt solsystem. Dessa kroppar "nära obefintliga tyngdkraften har lämnat dem ochartade. Utan gravitation som agerar som den metaforiska strängen mellan boll och paddel, skjuter de av sig förbi varandra i ganska snabb takt. Små robotar erbjuder en lösning. Och Atchison vill chucka dem på små asteroider.
Det är svårt att fastställa massorna av minuscule rymdbitar. Så en större mamma sond kommer att avfyra en bucka av reflekterande baby prober direkt in i en asteroid ansikte. De många spridda flygvägarna i nanoproberna kommer att kombineras digitalt för att extrapolera kroppens gravitationsfält. Och det är supereffektivt, eftersom en enda sats av billiga nanoprober utför jobbet hos många konventionella flybys. Uppgifterna som lämnas av de små asteroiderna ger kemiska signaturer och ledtrådar om inre strukturer.
9TALISE: Paddle Boats On Titan
Fotokrediter: SENERÄven om Europa och Mars får det mesta av kärleken i sökandet efter utlänningar, kan Saturnus största måne, Titan, tyst innehålla de mest intressanta utomjordingarna av dem alla. Europa har ett saltvattenhav, och vi vet att tidigt Mars kunde ha gått för ungdomar. Men vid Titan-havet har -180 grader (-290 ° F) byt vatten för flytande kolväte. Så om någon livsform uppstod i denna absurda miljö skulle den ha en unik struktur.
Konventionella rovers får inte fötterna blötta. Så för att hitta dessa läskiga livsformer måste vi laga metans hav med en paddleboat. Utformad av ett samarbete mellan spanska ingenjörer och astrobiologer ser TALISE ut ur en Playskool-katalog. Ändå ligger dess öde i hjärtat av Titans näst största hav, Ligeia Mare. Formellt Titan Lake In-situ sampling Propelled Explorer, väger TALISE över 100 kg (220 lb) och skulle vara bra för ett sexmånadersuppdrag.
Det finns inget startdatum ännu, eftersom skaparna fortfarande bestämmer sig för ett framdrivningssystem. Men efter mycket utmatning har de tre alternativ: släta hjul, paddlar eller korkskruvar. Tyvärr var alla de coolaste alternativen redan ansedda omöjliga. Så bli inte för upphetsad vid utsikterna till tanksteg, propellrar och svänghjul.
8Mars Helikopter
Fotokrediter: NASAOtaliga roverkoncept har föreslagits genom åren. Så har nästan lika många framdrivningssystem, inklusive rullande, studsande, grävning och till och med simning.
Men vi har inte sett många flygare - hittills. Genom att införa ett annat rörelseplan i rymdutforskningsekvationen kan en jordbaserad rovers dagliga körområde ökas tredubbelt. Men Mars-helikoptern kommer inte att tvinga sina hjulbröder från sina jobb eftersom det är mer av ett kompletterande fordon. NASAs "lilla helikopter som kan" är extremt bärbar - den är ca 1,2 meter över sina bladtips och väger lite över 1 kilo. Hackarens primära plikt är att verka som autonom scout och utforska i god tid före dess ytrörelse.
Att få ett miljarder dollar fordon fastnat mot en sten över 50 miljoner mil bort är ett stort problem, och bakom kulisserna planerar är ansvarig för varje röd tum den nuvarande rover vinster. Men ett flygande rekordbil kunde snabbt välja ut den tydligaste vägen för sin plodding-roverpartner, vilket sparar sina mänskliga hanterare mycket problem. Från sin höga abborre kunde copter undersöka intressanta områden som inte är synliga från marken, spottar udda formade stenar för eventuell rover-pickup.
Den mest spännande delen är att NASA hoppas ha en helt fungerande prototyp inom tre år. Så om allt går enligt planen, kanske den diminutiva helikoptern bara är redo i tid för att följa med nästa Mars Rover 2020.
7Tiny Europa Sub
Fotokredit: Jonas Jonsson / Angstrom Space Technology Center vid Uppsala universitetEuropa är vårt astronomiska äpple. Den frusna världen har ett tantalizing terrestrial, salt hav dolt under en envis isig skal. Skalet beräknas vara mer än 15 kilometer tjockt på vissa ställen. Detta utgör ett problem. Och NASAs lösning är en ... rörbomb? Förvånansvärt är sonden som visas ovan en full-service nedsänkning, inte större än två läskburkar som läggs ända till ände.
Djupare tillgång, djupare förståelse (DADU) sond är unik av flera anledningar, inklusive dess lätta konstruktion. Lansering av last i rymden är löjligt dyrt: tiotusentals dollar per kilo kastas in i det stora bortom. Så ett pund sparat är miljontals pennies upptjänade.
Dess storlek är också en välsignelse. Små och släta, det verkar som att det borde kunna omgå tjocka fläckar av isskorpa genom att väcka sig genom smala sprickor eller sprickor. Men ingen vassling är nödvändig, eftersom planen kräver att landaren borrar ett hål genom isen och skjuter sin lilla kompis till det okända.
DADU har också en adorably liten serie vetenskapliga instrument.Sensorn som används för att bedöma temperatur, ledningsförmåga och djup är mindre än en fingernagel. DADUs sonar är något större men kan ändå lätt passa inuti en matchbox.
För ett säkert plumb Europan-djup förblir den lilla DADU-nedsänkningen förbunden med en större båt på ytan via en lång och flexibel tätning. Denna livlinje säkerställer att landaren kontinuerligt kan närma DADU, vilket håller sitt litiumjonbatteri toppat när det söker Europan bläckfisk.
6Disco Ball In Space
Fotokrediter: Colorado UniversitySe den bedazzlade rymdbollen. Drömd av University of Colorado Boulder-studenter, Drag och Atmospheric Neutral Density Explorer, eller DANDE, var segrande deltagare i en tävling för experimentella rymdutrymmen. Denna psychedelic disco boll gjordes för att bobble om termosfären (det näst sista laget av vår atmosfär), som bedömer dragkrafter vid höjder av 320-480 kilometer (200-300 mil).
Densitetsberäkningar är ibland av med så mycket som 21 procent. Det är ganska besvärligt när man försöker att samordna satelliter som zippar över jordbana med låg hastighet. Ekvivalentet av en kosmisk fiskebob, spår DANDE spatiala och temporala variabler i realtid och reläerar informationen där det behövs.
Efter sex år av tinkering såg de 150 CU-studenterna som deltog i projektet sina drömmar i uppfyllelse den 29 september 2013, när SpaceXs Falcon-9-raket framgångsrikt levererade DANDE och flera andra små satelliter till sina avsedda banor.
5Bigelow Space Habitats
https://www.youtube.com/watch?v=Rl6gLnZx3VA
Bigelow Aerospace är en privatfinansierad (för det mesta av grundare Robert Bigelow) som startar specialiserat på framtida rymdhabitater. De blimpliknande strukturerna är inte vackra, men i rymden är aerodynamiken bara en formalitet, och ditt hantverk kan vara lika ful som du vill att den ska vara. Dessutom, vad Bigelow kapslarna saknar i estetik, de gör mer än i användbara mätvärden, som till exempel utrymme. Och en förmåga att deflata.
Den större Bigelow BA 330, som utvecklas, slår absolut ISS Destiny-kapseln i volym. Den har en längd på 14 meter, jämfört med Destiny's 8 meter, så framtida astronauter kan spela en halv-hämtning spel. Dess ståtar med 330 kubikmeter (12 000 ft), vilket ger astronauter sådana markbundna bekvämligheter som separata sovrum. Den är skyldig i rymden till central lagring, och viktiga verktyg finns i mitten av livsmiljön, i stället för längs väggarna som i ISS.
På jorden är den förberedd som ett litet paket. Men i rymden puffar den upp som en microwaved marshmallow, vilket gör det enkelt att distribuera. Bigelow planerar att ansluta två av dessa fordon och hyra utrymmet ut som en miniatyr, kommersiell rymdstation. Ett udda problem är att 330 kan vara för stor. Astronauterna inuti kan finna sig sväva för långt ifrån någon av väggarna som inte kan driva en vägg för att driva sig och låta dem strängas på plats. Men 330 hus sex astronauter, så en kompis bör alltid kunna komma hjälp.
Åh, och eftersom Bigelow Aerospace är ett privat företag, kan du köpa din biljett idag - endast 25 miljoner dollar en pop.
4The 100-Year Starship
Jorden är stor. Men för att bli en avancerad civilisation måste vi avlägsna våra jordbävningar och fröste kosmos. Det kan tyckas oändligt långt borta, men vissa planerar redan ett mest utmärkt interstellärt äventyr.
Det 100-åriga rymdskeppsprogrammet (100YSS) har redan fått pengar från både NASA och DARPA, där de senare slänger ner en cool miljon för att komma undan jorden. Projektet bekämpas av den tidigare NASA-astronauten Mae Jemison, den första afroamerikanska kvinnan i rymden. Det har också vunnit stöd från flera välrenommerade institutioner, bland annat från de utländska jägarna på SETI.
Målet är att göra interstellära resor möjliga inom 100 år. De som bakom det hävdar att detta inte är mer outlandish än H.G. Wells 1901 förslag på en Moon landning, och inte mer än 70 år efter den tiden spelade amerikanska astronauterna golf på månytan.
Ett alternativ är att besätta massor av villiga upptäcktare på ett gigantiskt fartyg riktat till stjärnorna. Ett sådant koncept utformades på 70-talet och dubblerade "Daedalus". Jämförbart med ett Nimitz-luftfartyg i storlek, skulle den här fusionsdrivna kosmiska arken ströva över galaxen och leta efter en acceptabel plats för att skapa Earth II.
3SOAR
Fotokredit: Swiss Space SystemsEuropas främsta satellitbyggare, Franco-Italian Thales Alenia Space, samarbetar med Swiss Space Systems för att erbjuda ett nytt privat alternativ för flygningar med hög höjd. Estetiskt är SOAR mer plan än rymdskepp och måste piggybacka på en hulking Airbus A300 jumbojet innan den skjuter sig in i en omloppsbana. Ursprungligen upprättad som en obemannad leveransdrona för satellit, är den eleganta båten repurposed för människor.
Tyvärr kommer vi inte att hitching rider på det svarta ut planet när som helst snart schweizaren önskar att skörda vetenskaplig belöning innan färja rika rymd turister. Istället erbjuder $ 290 miljoner SOAR en underbart unik plattform som ett mikrovågslaboratorium. Test som vanligtvis är reserverade för ISS och yttre jordkanter kan nu utföras mer sparsamt, eftersom planet cyklar genom paraboliska dips. Och satelliter kan lanseras i omloppsbana (även om själva flygplanet aldrig når dessa rarified airs) till en fjärdedel av kostnaden.
SOARs vingade anatomi gör det möjligt att glida tillbaka till jorden efter uppdrag som ett plan, vilket ger det en återanvändning avundas av de flesta andra rymdfordon. Eschewing det traditionella raketformatet driver också ner uppdragskostnaderna avsevärt, eftersom det lilla planet inte drivs av stora nyttolast av bränsle.
2Nautilus-X
Fotokredit: Mark Holderman / NASANASAs Nautilus X ser ut som om den var monterad från slumpmässiga bitar av porslin som drogs ut ur diskbänken, men lappskytten kan ganska bekvämt rymma ett besättning på sex för uppdrag som stannar upp till två år. Den DUPLO-inspirerade Nautilus har utbytbara moduler som kan bytas för att möta kraven från ett brett utbud av uppdrag.
Och även om den icke-atmosfäriska universella transporten som är avsedd för långvarig USA-prospektering (Nautilus-X) låter så otrygg som den ser ut, är den en mycket mångsidig och mobil rymdstation som kan färja besättning i hela solsystemet. Det kommer tyvärr inte att kunna röra ner på planetytorna, och astronauterna måste valeteras fram och tillbaka om de vill plaska runt i månens damm.
Nautilus är kanske inte den vackraste rymdfarkosten, men det är billigt. På 3,7 miljarder dollar matchar det ungefär de kombinerade kostnaderna för den lilla nyfikenhetens rover och Rosetta-sonden. Det är en relativ stjäl, eftersom Nautilus kan fungera som efterträdare till den internationella rymdstationen 150 miljarder dollar.
Dess definierande funktion är munken runt midjan. Centrifugalringen vrider för att producera artificiell gravitation. Trots inte lika stark som jordens, kommer det att hålla astronauterna rotade till golvet. Centrifugalkraften skyddar också rymdfärdarna från en rad olika fysiologiska problem som orsakas av mikrogravity.
1Venus Cloud City
Vår syster planet Venus var inte alltid en smält boll i helvetet. Livet kan ha blomstrat där för miljarder år sedan. Och det kan än en gång om NASAs "cloud city" -koncept kommer att bli tillverkade. Och eftersom Venus är närmare oss än Mars erbjuder en resa det oss en chans att kasta våra kosmiska träningshjul framför vårt stora tryck på den röda planeten.
NASAs flyggemenskap kommer att flyta 50 kilometer (30 mi) ovanför venutiska ytan. På dessa höjder närmar sig villkoren de på jorden. Faktum är att du skulle vara svårt att hitta en bättre ersättare någon annanstans i solsystemet, enligt uppdragsplanerare.
Här trycker man inte längre på tryck och temperaturen är nästan markbunden. Det är cirka 75 grader Celsius, som ligger långt ifrån Venus-ytan 425 (800 ° F). Plus venutiska kolonister kommer att skyddas från dödlig solstrålning.
Lättare än luften, blimpliknande flygplan skulle lätt kunna ligga uppe under ett 30-dagars uppdrag, och en hel rundresa tar över ett år. Men hela planen är komplicerad av rymdskeppets oförmåga att någonsin landa. Marken är het lava, och farkosten måste stanna långt över ytan eller dess känsliga instrument kan förstöras.
Det är svårt när ditt skepp zoomar på 7 250 kilometer per timme. Men efter fallskärmen (förhoppningsvis), kommer det att bli smidigt segling. Robotarmar kommer att unfurl den vikta blimp och pumpa den full av helium. På detta sätt kan vi kolonisera en planet utan att komma någonstans nära marken.