Los expertos de la NASA han aprobado otra lista de 25 proyectos de exploración espacial "locos", cuyos autores proponen estudiar Marte con la ayuda de robots "transformadores" y ciberbees, construir un motor de positrones y láser para volar a Alpha Centauri, y también proteger a los Marsonauts de la radiación utilizando un gigante. imán.
“Este año recibimos un número récord de solicitudes, más de 230 propuestas de nuestros competidores y, por lo tanto, la lucha entre ellos fue especialmente feroz. Espero que estos proyectos cobren vida”, dijo Jason Derleth, gerente de programas del NIAC en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, EE. UU.
Cada pocos años, la agencia celebra el concurso de innovación NIAC, en el que los expertos recopilan e implementan las ideas más atrevidas, extrañas y prometedoras para estudiar el espacio cercano y profundo, así como la superficie de los planetas del sistema solar.
Los especialistas de la NASA seleccionan anualmente varios proyectos espaciales de alto riesgo pero prometedores inventados por pequeños equipos de investigación. Luego, la agencia proporciona recursos y fondos para su implementación, otros 20-25 investigadores reciben pequeñas subvenciones para el estudio inicial.
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A través de las dificultades a las estrellas
Hoy la NASA y otras agencias espaciales líderes del mundo han reconocido que será imposible estudiar el espacio sin crear nuevas plantas de propulsión y energía que puedan llevar a la humanidad al nivel interestelar. Inmediatamente, cinco proyectos aprobados por el CANI están dedicados a la creación de tales sistemas que pueden acelerar las naves estelares a velocidades cercanas a la de la luz o moverse casi indefinidamente.
Tres de ellos ya han sido aprobados en anteriores concursos de CANI, y ahora son los ganadores en la segunda fase de este proyecto, que implica una financiación mucho más sustancial e implica que los autores de estas ideas han podido demostrar que sus "proyectos locos" realmente funcionan.
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El primero fue el escandaloso proyecto del "motor Mach" que viola la teoría de la relatividad de Einstein y, presumiblemente, funciona gracias a una de las propiedades del espacio-tiempo, descubierta a finales del siglo XIX por el famoso físico alemán Ernst Mach.
Sugirió que todas las propiedades de los cuerpos físicos dependen no solo de ellos mismos y de su entorno inmediato, sino también de su ubicación en relación con todos los demás objetos del Universo. Esta propiedad, como lo demostró el físico estadounidense James Woodward en 1990, en teoría se puede utilizar para acelerar una nave espacial sin consumir combustible, atrayendo y repelando objetos cargados en ciertos períodos de tiempo.
Como señalan Woodward y su colega Heidi Firn, ganar la primera fase del NIAC les dio los recursos para abordar el problema de sobrecalentamiento de los primeros prototipos de motores y desarrollar una teoría para describir cómo funcionaba. Gracias a esto, calcularon cuánta energía se necesita gastar para volar a Proxima b, el planeta similar a la Tierra más cercano a nosotros.
Un velero láser interestelar visto por el artista.
El dinero asignado por la NASA en la segunda fase del NIAC será gastado por los físicos en la creación de los primeros prototipos y su validación. Si el experimento tiene éxito, Firn y Woodward especulan que el próximo paso podría ser un vuelo a Proxima Centauri.
Otros dos proyectos, el velero láser Breakthrough y el motor termonuclear PuFF, encajan bien en el molde de la física moderna. Como parte de la primera iniciativa, los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA proponen usar un láser orbital de 100 megavatios para acelerar una nave espacial con una vela de 110 metros a velocidades cercanas a la de la luz y volar a las afueras del sistema solar.
Los autores de la segunda idea proponen crear una instalación que comprima el combustible termonuclear a temperaturas y presiones casi críticas, obligando a sus átomos a fusionarse entre sí y liberar energía. A diferencia de los reactores y bombas termonucleares, este gas no se comprimirá más y generará aún más energía, sino que dejará el motor en forma de un chorro a chorro superdenso capaz de acelerar la nave a velocidades ultra altas.
Según los autores de esta idea, ingenieros del Centro de Vuelo Espacial de la NASA que lleva el nombre de Marshall, hoy se puede crear una instalación similar utilizando materiales existentes. Llevará a las primeras personas a Marte en solo un mes, y en varias décadas volará a las estrellas más cercanas a nosotros, utilizando el combustible "improvisado" en forma de gas y polvo interestelar.
Calculando la locura
En el concurso se presentan proyectos más "realistas". Por ejemplo, científicos de la Universidad A&M de Texas, autores del proyecto PROCSIMA, proponen reducir el tamaño y la potencia tanto del láser como del "velero" que acelera, utilizando no uno, sino dos tipos de emisores. El primero de ellos seguirá produciendo luz, y el segundo, un haz de partículas cargadas, que desempeñan el papel de una especie de "fibra" para la radiación electromagnética.
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Estas partículas, tal como las concibieron los autores, mantendrán los fotones dentro de sí mismos, evitando que se "dispersen" por el espacio, lo que aumentará la eficiencia de dicho acelerador en unas 10 mil veces y le permitirá trabajar a distancias mucho mayores que Breakthrough. Según sus cálculos, PROCSIMA podrá acelerar una pequeña sonda con un diámetro de un metro al 10% de la velocidad de la luz y entregarla a Alpha Centauri en 42 años, o llevar rápidamente el telescopio al punto donde la gravedad del sol comienza a distorsionar la luz.
Un motor láser para una sonda que vuela hacia Alpha Centauri.
El segundo proyecto, RPP, es una variación del tema del "motor nuclear". Sus creadores proponen construir una instalación que será alimentada por isótopos raros. Su desintegración conducirá a la formación de positrones, la forma más simple de antimateria. Estos positrones se pueden combinar en un solo haz de partículas de antimateria, cuyas colisiones con un haz de materia ordinaria generarán un poderoso empuje y acelerarán la nave a velocidades cercanas a la de la luz.
Habitantes del planeta "hierro"
La mayoría del resto de los proyectos del NIAC están dedicados al estudio de Marte y otros planetas del sistema solar, así como a la creación de tales máquinas de investigación que podrían funcionar indefinidamente.
Por esta razón, el tema general de estos proyectos se ha convertido en el concepto denominado ISRU (uso de recursos in situ), que se basa en la idea de utilizar todos los "medios improvisados", incluidos el aire, las rocas y otros estados de la materia en los planetas para proporcionar energía y combustible a las sondas. …
Por ejemplo, los científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA proponen crear y "poblar" Marte con un tipo especial de hongo que puede crecer en la superficie del Planeta Rojo. Estos hongos liberarán melanina y otras sustancias que absorben activamente la radiación ionizante y los rayos cósmicos, y protegen a las personas o las máquinas de los efectos de la radiación.
En el futuro, estos hongos se pueden usar para cubrir los componentes plásticos de la carcasa de las bases marcianas y usar el micelio para equipar módulos habitables e incluso "ciudades" enteras.
Sus colegas de JPL están desarrollando un robot transformador real que puede cambiar de forma y modo de movimiento, desarmarse en partes y conectarlas de otras formas. Esta máquina, llamada FAR, constará de muchos mini-robots primitivos equipados con un conjunto de hélices y otros dispositivos de propulsión simples capaces de conectarse a objetos de forma y tamaño arbitrarios.
Por ejemplo, tal "transformador" podrá convertirse en una bola impulsada por los vientos, en un torpedo que puede nadar rápidamente bajo el agua, en un análogo de un dron con un ala grande y en muchas otras estructuras capaces de resolver una variedad de tareas.
Robot "transformador" para explorar Marte y otros planetas.
Sus competidores serán una especie de cyberbees, que son desarrolladas por ingenieros de las universidades de Alabama y Japón. Los insectos voladores, como los científicos han notado desde hace mucho tiempo, gastan inusualmente poca energía durante el vuelo, lo que permitirá que un pequeño robot con alas de "abeja" viva muchas veces más que un dron y un dron convencional. Además, una pequeña masa de estos ciberbichos permitirá enviar un enjambre de estos robots a Marte.
El proyecto SPARROW, diseñado para buscar rastros de vida en Europa, Encelado y otros planetas con océanos subglaciales, funcionará de manera similar. Es un pequeño dron impulsado por el vapor de agua producido por el módulo de aterrizaje, que derrite el hielo alrededor del planeta.
Este enfoque, como esperan sus desarrolladores, permitirá a SPARROW estudiar varios puntos interesantes en la superficie de estos planetas a la vez, donde se pueden encontrar los primeros rastros de vida extraterrestre.
Como enfatizan los expertos de la NASA, todos los proyectos aprobados en el marco de la competencia no están diseñados para una implementación rápida; llevará al menos diez años desarrollarlos. Sin embargo, se espera que el potencial de todas las innovaciones aprobadas se aproveche al 100%.
