作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2023/12/18 8:17:32
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创意“黑科技”或改变未来太空探索

 

未来航天会是什么样?它会是在现有技术的基础上缓慢地进步吗?还是会以一种更激进、更意想不到的方式向前?人们能否实现类似于科幻小说中对“飞天”的幻想?美国国家航空航天局(NASA)创新先进概念(NIAC)项目对未来下了“赌注”。

据美国《大众机械》杂志网站介绍,NIAC项目的预算相对较小,但其目的不是建造下一枚火箭或设计下一次任务。它着眼于20年、30年,甚至40年后的未来,并为任何拥有疯狂但仍有可能从根本上改变太空飞行想法的人提供种子资金。NIAC的一些概念研究项目可作为窥探太空未来的一个窗口。

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FLUTE望远镜将有一个50米长、基于微重力流体成形的不分段主镜。图片来源:NASA

液体制成巨型望远镜

流体望远镜实验(FLUTE)可以作为NIAC改变太空游戏规则可能性的一个例子。飞入太空的最大望远镜是詹姆斯·韦布,其主镜直径为6.6米。然而,与地面望远镜相比,这一尺寸相形见绌。地面望远镜最大的直径超过了30米。

在天文学中,较大的镜子能让人们看到更遥远广阔的宇宙,同时也能对较近物体提供更好的分辨率。然而,望远镜越大,将它送入太空就越困难。有没有可能在太空中制作望远镜呢?

FLUTE计划设计一种全新的由液体制成的望远镜透镜,其设想是采用高反射化合物储罐将液体材料发射到太空。一旦进入太空,望远镜就会展开支撑梁并开始旋转,其自转可使液体稳定呈现镜面的形状。唯一的限制是飞船能携带液体的质量有多大。

真菌打造火星栖息地

NIAC项目还资助了一项研究,该研究旨在利用真菌在火星上建造栖息地,其目的是解决未来火星任务面临的最基本的问题之一:建筑结构。

地球上的建筑材料如水泥、砖、木材、石膏板等,相对来说很容易获得且便宜。但是火星上没有这些材料,其表面主要是红色岩石和尘埃,且温度通常远低于零度。短期内,携带地球上的建筑材料开启火星之旅,将会增加成本和复杂性。

但如果可以直接在火星上建造栖息地呢?火星土壤本身并不是一种很好的建筑材料,而且也不太容易开辟采石场。于是,NIAC项目瞄准了真菌。在该项目中,研究人员正在开发专门的真菌菌株,这种真菌可以生长出紧密并且相互交织的材料网。

栖息地的概念包括一座三层圆顶建筑,外部由水冰组成;中间是蓝藻菌(产生氧气和营养物质);内层是一层菌丝,它围绕着一个框架生长并形成“火星家园”。

按照此项目的概念畅想,未来,人们只需带上基本的食物飞入太空就够了。宇航员可以利用真菌“种”墙壁、天花板,甚至管道,从而实现在火星上长期生存所需的基础设施的快速搭建。

“穿透弹”粉碎一颗小行星

每天,大约有100吨的小碎片如雨点般落到地球上,但它们在穿过大气层时很快就会分解,只有很少的碎片能够落到地面。然而,较大的小行星将会对地球上的生命构成真正威胁。据NASA称,平均大约每60年就会出现一颗直径大于20米的小行星,其撞击地球释放的能量相当于44万吨TNT炸药。

去年9月底,NASA“双小行星重定向测试”航天器成功撞击目标小行星,并改变其原有运行轨道。但只有距离足够远才能有效地使其偏离原有方向。而名为“PI-行星防御”的项目则不同,其旨在更快地发现威胁,然后使用一系列超高速动能“穿透弹”去粉碎和分解小行星或小型彗星,以最大限度地减少威胁。

该项目的想法是向即将到来的小行星发射一系列小型超高速撞击器。相撞时,撞击器不会把小行星推离轨道,而是会自己“钻进”小行星内部,把它“撕”成碎片。即便碎片仍会向地球飞去,但地球大气层足以抵御这种威胁。

 
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