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天馬行空開腦洞,看看NASA投的這些遠景技術概念

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小辣辣 發表於 2018-4-6 09:31 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  2018年04月03日 09:09 環球網


  4月3日消息,據NASA官網報道,美國宇航局(NASA)正在投資有遠見的技術概念,包括流星撞擊探測、太空望遠鏡群以及細小軌道碎片測繪技術,這些技術將來可能被用於未來的太空探索任務中。美國宇航局已經選出25個還處於早期的技術方案,它們有潛力改變未來人類和機器人的勘探任務,引進新的勘探能力,並顯著改進目前建造和操作航天系統的方法。

  

  2018年美國宇航局創新先進概念(NIAC)第一階段涵蓋了廣泛的創新概念,它們將為未來的太空探索帶來革命性的變化。第一階段的獎金約為12.5萬美元,主要支持對這些概念的初步定義和分析。如果這些基本的可行性研究取得成功,獲獎者可以申請第二階段獎金。

  美國宇航局太空技術任務理事會的代理副署長吉姆·魯特(Jim Reuter)說:「NIAC項目給了美國宇航局去探索有遠見想法的機會,這些想法可以通過創造更好的或全新概念來改變未來的NASA任務,同時讓美國的創新者和企業家們成為旅程中的夥伴。然後,我們可以評估這些概念,以便將其納入我們早期的技術組合中。」

  入選2018年NIAC第一階段的重要概念如下:

  1、變形金剛(Shapeshifter):從科幻小說成為科學事實,可探測土衛六的崎嶇懸崖和深海世界

  

  變形金剛是全新的系統概念,適用於進入有大氣環境的天體。這個機器人平台能夠跨領域移動,包括在大氣層中飛行,在光滑的表面上滾動,在水面上航行(洞穴),漂浮在湖面上,或在水下推進。變形金剛個能夠飛行的兩棲機器人(FAR)。它由更小的機器人單位(每個被稱為cobot)組成,結合成不同的移動模式。每個cobot都非常簡單,最小的設計甚至只有幾個螺旋槳作為執行器。

  變形金剛可以變形為一個在水面上滾動的球,可以在水面上飛行和懸浮的飛行陣列,可以在水下空隙中移動的魚雷結構。除了跨領域移動,變形金剛還可以轉換成其他功能性系統來執行各種各樣的任務,比如幫助運送巨大而沉重的物體,用最小的功耗穿越長距離,在難以進入的區域與地面建立通信網路等。

  2、生物機器人(Biobot):為更有效探索而創新的宇航員輔助設備

  

  在為行星探索而設計的宇航服中,沒有任何參數比「背部重量」更重要。宇航服系統的重量必須由穿戴者在月球或火星重力環境下支撐。宇航服和攜帶型生命維持系統(PLSS)的重量增加會影響穿戴者的運動水平,並最終限制了艙外活動(EVA)的持續時間,徒步行走的距離,以及探索任務取得的成果。很明顯,如果宇航員不需要攜帶PLSS維持生命維持功能,行星表面的探測活動將會大大改善。與此同時,對人員機動性、進入和操作能力的額外限制將是不可接受的。

  這個NIAC概念是通過應用先進的機器人系統來處理宇航員的生物需求,以解決這兩個看似矛盾的問題。這一概念的設計參考場景是,參與未來月球或火星探測的宇航員將在月球表面停留數周或數月時間,而不是幾天,並將參與常規的艙外活動操作。地質學家每星期都要花幾天時間在艙外活動,在漫長的任務期間進行勘探,這並非不不可能,因為他們的目標遠大於阿波羅登月任務。在這種情況下,每個宇航員將會有個生物機器人跟隨,它將運送他們的生命維持系統和消耗品,通過延伸的臍帶與宇航員相連。

  宇航員將通過臍帶連接到機器人,只攜帶小型的緊急開環生命支持系統即可,類似於每個PLSS中所包含的東西。機器人的移動底座將被設計成能夠在宇航員行走的任何地方旅行,而且還可充當艙外活動工具、科學儀器和採集樣本的運輸工具,並有可能帶著宇航員跳躍式行進。在未來的探索任務中,這種系統也將顯著增強公眾參與,因為機器人可以提供高解析度的攝像頭和高帶寬的通信設備,為每個艙外活動的機組人員提供高清晰度的視頻覆蓋。

  這一概念也有架構級的好處。例如,由於PLSS的負荷,為了使宇航服的重量減少到最小值,設計元素會經常被刪除,從而造出更輕但更不靈活的外套。通過把生命維持系統和消耗品交給生物機器人,相對較輕的宇航服質量將增加機動性和易適應性,讓穿戴著更加靈活。由於PLSS重量限制減輕,整個艙外活動系統可以很容易地適應更頻繁的出行,更高容量的宇航員冷卻系統,或更高水平的冗餘以提高人員的安全,減少危險事件發生的可能性。當不再局限於太空服的質量和體積限制時,攜帶型生命支持設計師可以考慮更適合於擴展探索的技術方案,如冷卻散熱器、擴展電力的太陽能電池板或可再生的二氧化碳洗滌系統。

  3、高空環境和大氣金星感測器(LEAVES)

  

  LEAVES概念是一種超輕質的、被動的、廉價的大氣感測器,它的設計是為了抵禦惡劣的金星大氣,但它也提供了一個通用平台,可以對任何有明顯大氣的行星進行現場取樣。相比傳統方法,LEAVES需要非常少的基礎設施。

  任務科學目標是通過在廣泛的地理區域部署許多相同的LEAVES單位來實現,通過可重複使用的生產線和可利用的部件實現成本節約的目的,並通過并行操作增加業務彈性。此外,這種結構非常適合作為輔助負載,因為它需要很少的地面站點控制資源,對主要有效負載的風險很小,並且只在它們緩慢下降通過大氣層的過程中反饋數據。

精衛銜微木,將以填滄海
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