10 Crazy løsninger til rumproblemer

Intet er mere deprimerende end antage, at mennesket vil være for altid begrænset til en enkelt lille sten kaldet Earth. Men da vi forsøger at udvide vores menneskelige imperium ind i rummets rum, er vi mødt med en lang række problemer, som truer vores planer om at blive en virkelig avanceret civilisation. Heldigvis kender vores innovation ingen grænser, og vores nysgerrighed er ofte belønnet med de usandsynligste løsninger.

10Force-felter til beskyttelse af astronauter fra stråling

I 2008 udviklede forskere fra Det Forenede Kongeriges Rutherford Appleton Laboratory et arbejdsstyrkefelt, der beskytter mod dræbende partikler fra Solen. Et krigsinstrument i rumfilm, den praktiske anvendelse af virkelige kraftfelter, er meget mindre glamourøs - men meget vigtigere - fordi det ville beskytte astronauter mod kræft. Plus, det ville erstatte konventionelle afskærmningsmaterialer, som er tunge og påvirker en skibs nyttelastkapacitet.

Udstyret omkring en lille model var "mini-magnetosfæren" i stand til at aflede det meste af den skadelige solstråling væk fra astronauterne, som ville være i et rigtigt skib. Prototypen virker ved at skabe et magnetfelt, som ligner den omkring Jorden, og det er utroligt stærkt, fordi solstråling allerede er opladet, så den bare springer ud af det usynlige skjold. En opskaleret version kunne redde liv, hvis en sollys skulle bryde ud, og fremtidige versioner kan endda være i stand til at aflede lasere.

Mens denne teknologi ville være nyttig på vores uundgåelige første flyvning til Mars, ville det kræve enorme mængder energi til strøm gennem en 58 millioner kilometer (36 millioner mi) tur.

9Floating Solar Power Stations I Orbit

Energihuset Japan kan snart komme over for en krise, da det tætbefolkede land bruger enorme mængder magt til at køre deres apparater og transformere robotter. Den ekstremt jordskælv-tilbøjelige nation er forsigtig med atomkraft, givet den nylige Fukushima-katastrofe. Desuden er der ikke meget tomt land at udvikle sig til solstationer i et land, der er mindre end Californien endnu mere end tre gange så befolket.

Heldigvis har det japanske luftfartsudforskningsagentur (JAXA) en bogstaveligt udenjordisk løsning, der kunne reducere afhængigheden af ​​globale ressourcer: Gigantiske reflektorer i geosynkron bane rundt om i jorden. Disse gigantiske spejle fokuserer solens energi på modtagere - også i kredsløb - og derefter bliver den lagrede effekt fra milliarder og milliarder små antennere strålet til Jorden i form af mikrobølgestråling.

Denne teknologi ville bygge over 100 års værd for innovation, fra Teslas teorier om trådløs kraftoverførsel i begyndelsen af ​​1900'erne til indførelsen af ​​den solcellecelle 60 år siden. Flytning af en sådan installation i kredsløb synes den logiske udvikling, da solcellerne er dramatisk mere effektive, når de ikke er dækket af vores atmosfære. Men at bygge en banebrytende solstation præsenterer JAXA med hidtil usete logistiske komplikationer, så en arbejdsmodel er omkring 25 år væk.

8 Brug af solsejl i stedet for brændstof eller motorer

Sunjammer kan indvarsle en ny form for rumrejse. Kemiske brændstoffer er dyre og besværlige, men Sunjammer kunne klare sig i en ubegrænset energikilde for at styrke sig selv og fremtidens håndværk gennem kosmos.

Et ægteskab af blødende teknologi og arkaiske transportmetoder, Sunjammer er et kæmpe sejl. Med et areal på 1.210 kvadratmeter (13.000 ft) er det i stand til at høste solvindene ved at stole på det samme grundlæggende koncept, som de gamle brugte til at udforske jorden for tusindvis af år siden.

Slated til lancering allerede i november 2014 ombord på en Falcon 9-raket, vil sejlingen udfolde sig selv, når den er udstationeret fra sin moderselskab og tjene som en ekspansiv vejrstation, der observerer solaktivitet. Dens bevægelse er afhængig af indkommende fotoner fra solen, som selv udøver tryk på trods af deres diminutive størrelse. Seilet ville bruge denne momentum til at fremdrive sig - sammen med ethvert skib der er knyttet til det - uden at have brug for motor eller brændstof.

Sunjammer'en selv vil blive styret sammen af ​​de kræfter, der udøves af solpartikler, selvom fremtidige versioner vil blive drevet af kredsløbende lasere, der er i stand til at producere langt mere koncentrerede strømstyrker. Hundredvis af år i fremtiden, et gigantisk sejl i Texas-størrelse, der er anbragt på et rumfartøjsfartøj, kan give os mulighed for at nå nabostjernesystemer inden for få århundreder (den nærmeste er 4,3 lysår væk).

7Koloniser Månen i stedet for Mars

I menneskehedens søgning efter et andet hjem ser Mars ud som den mest sandsynlige kandidat, men kolonisering af vores relativt gæstfri nabo er en opgave, flere størrelsesordener mere komplicerede end noget andet forsøgt tidligere.

Så hvorfor genere? Månen viser sig at være en meget mere levedygtig mulighed, skyldes delvist - og tydeligvis - til sin nærhed til Jorden. Afstanden er ikke den eneste overvejelse, da terraforming af det martiske land ville være en herlig indsats på grund af geografiske overvejelser.

Terraforming Månen ville være meget mere håndterbar på grund af en overflod af spredt, underjordiske hulsystemer skabt af gamle lavastrømme.

En base eller koloni, der ligger under måneskorpen, kan sekvestrere os væk fra solfluxen, der giver beskyttelse mod stråling, ekstreme temperaturforskelle og lejlighedsvise påvirkninger, der plager overfladen. Månen har desuden mange kratere. Og disse kunne nemt være kuplede, hvilket skaber et menneskeligt venligt habitat, hvor temperatur, tryk og iltindhold let kan reguleres.

6Skin-Tight, Muscle-Simulering Space Suits

MIT forskere håber at erstatte de ikoniske, omfangsrige pladspakker med en slank ny model, der lige så godt kan være et Adidas træningsdrag.Fremtidige astronauter skal være mobile nok til at sparke klipper og grave rundt i snavset, når de udforsker planetariske overflader.

Nuværende pladspakker begrænser bevægelsen, og de få gange, mennesker har trængt på en ydersideoverflade, var de mindre end smidige. MITs version af rumdragt er en kropskramme unitard, der virker som en ekstra væg af muskelspoler, der er indlejret i kostume, som kan indgå i kontrakter og supplere astronauters kropsbevægelser.

Vigtigst er, at spolerne også trykker på jakkesætet og erstatter den nuværende teknologi, der puster dagens tøj med gas - ligesom en ballon. Uden behovet for et trykrum, der beskytter astronauterne fra rummet i nærheden af ​​vakuum, skal fremtidige dragter ikke længere være klare og store.

Materialet reagerer på brugerens kropsvarme og "lukker" når det ikke er i brug. Og spolerne selv er lavet af en nikkel og titanium form-memory-legering-et fleksibelt elastisk materiale, der "husker" og kan konvertere tilbage til tidligere former. Så astronauter kan hurtigt tage det af eller sætte det på. Plus, det ser ikke ud til at være halvt dårlig.

5Sende embryoer i rummet i stedet for voksne

Muligvis den skøreste løsning på problemet med udvidede rumrejser, foreslår Project Icarus at sende embryoner i stedet for astronauter. Da vi til sidst spredes ud i universet, vil varigheden af ​​vores rejser hurtigt matche eller overskride et menneskes funktionelle levetid.

"Sleeper Ships" eller "Seed Ships" ville fungere som gigantiske frysere, der transporterer masser af embryoner på tværs af rummet, for at kolonisere fjerne exoplaneter og muligvis - ifølge Icarus - genstarte menneskeheden, hvis et sådant behov nogensinde skulle opstå. Dette ville mildne flere problemer: Skibet behøver ikke at være for hurtigt, embryoner kan let beskyttes mod stråling, og du undgår at sende voksne, der ville være tilbage med ingenting at gøre, men twiddle deres tommelfingre. Ved ankomsten vil embryoerne blive inkuberet i kunstige livmoder.

Selvfølgelig er denne ide ganske fantastisk og forfølges ikke af store rumbureauer, men det er et interessant overvej for den fjerne fremtid, selv med det ledsagende batteri med mulige ulemper for et sådant arrangement. Det er især problematisk at opdrage børnene.

4Græsplanter i Martian eller Lunar Soil til mad

Et problem for fremtidige rumkolonister er næring. Det er ikke muligt at forvente konstante fødevareleverancer, hvis mennesket opretter en anden udstationering i solsystemet, så de skal finde en måde at være selvforsynende på. Som en mulig løsning forsøgte et hold af forskere - med variabel succes - at dyrke afgrøder i forskellige former for jordbundsjorden.

Jorden blev leveret af NASA, som samler forskellige jordtyper fra vulkaner her på jorden, der efterligner sammensætningen af ​​dem, der findes på månen og Mars. Den eneste forskel mellem disse og de oprindelige jordarter, der findes på de himmellegemer, er spor af ammonium og nitrater, som måske har forbedret jordens frugtbarhed.

Holdet transplanterede en række frøplanter i disse jordbund, herunder hvede, gulerødder, tomater og sennep. De plantede også flere arter, der ville omdanne atmosfærisk nitrogen til mad, da planterne kræver nitrogen som næring.

De fandt ud af, at nogle af planterne tog til de fremmede jordarter, selv uden tilsætning af næringsstoffer. Martens jord viste sig at være det bedste valg, mens månens prøver var mindst gæstfrie. Interessant nok gik Martianplanterne endnu bedre end kontrollerne, som blev dyrket i jordbund, der blev skubbet op fra flodbundene. Der er dog flere spørgsmål, da indførelsen af ​​mikrogravity yderligere kunne komplicere sager. Vandopbevaring kunne også ændre sig radikalt, da prøverne i undersøgelsen blev dyrket i potter.

3Diverting asteroider ved at smelte dem med lasere

Asteroideffekter er en presserende bekymring. Vi er ikke ramt af en stor en stund. Og da jorden jævnligt smækkes af store rumstener, må vi måske beskæftige os med muligheden for total udslettelse en dag.

At blæse en asteroide til strimler ved hjælp af en enorm bombe er ikke en mulig mulighed - eksplosionen ville simpelthen skabe mange mindre stykker, der ville regne ned over vores planet. Den bedste løsning synes at være at smelte en lille patch af asteroide ved hjælp af en højt drevet orbital laser.

Flere forskellige lasersystemer er blevet foreslået, herunder DE-STAR, der ser mistænkeligt ud som en enorm, åben matchbog. Ét ansigt rummer solpaneler, der koncentrerer solens stråler, og den tilstødende overflade producerer en række lasere, der fusionerer ind i en enkelt stråle.

Utroligt vil strålen fokusere på en asteroide på 30 meter (100 ft) diameter fra over 148 millioner kilometer (92 millioner mi) væk, hvilket er omtrent afstanden fra jord til sol. Dette vil bogstaveligt talt give asteroiden en helt ny hale, og spydingen af ​​materiale vil aflede rocken væk fra vores planet. Et system af denne kompleksitet vil nok ikke være klar til yderligere 30-50 år, da hver "klappe" af matchbogen skal være næsten 10 kilometer lang.

2Sticking Probes To Comets Brug 'Velcro'

NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) udvikler en række "klibbende" robotter med uovertruffen fingerfærdighed. Dubbed Lemur Bots-der er flere varianter-disse robotter har flere applikationer, men de er værdsatte for deres evne til at antage at låse på asteroider.

At kontakte en asteroide eller komet er en utrolig oplevelse af matematisk koordinering, men at være i stand til at gribe ind og slippe af med sådan en rumrock efter ønske er en hidtil uset opgave. Lemur Bot bruger hundredvis af små mikro-rygsøjleankre, der kan klare overflader og så lige så let løsne, så botten går på sin glædelige måde.Det er stort set det samme princip bag borrelås.

Lemurs smidige, rygsækede lemmer gør det muligt at udforske kometernes overflader, mens de forbliver sikkert fast nok til at samle prøver. Disse klumper af rumrester har bogstaveligt talt ingen gravitationspåvirkning, så selv en stærk nys kan nemt sende dem omsorg i rummet. Roboten kunne også sendes til Mars, hvor den kan bruge sin velcro greb til at skala op langs lava rør til at samle prøver til analyse.

1Man-made planter til fremstilling af ilt

Astronauter har en tendens til at dø ganske hurtigt uden ilt. Så ville det ikke være godt, hvis vi havde en nem, lavteknologisk måde at skabe åndbar luft på? Julian Melchiorri, en studerende på Royal College of Art, mener det og har udviklet et syntetisk blad, der kan skabe ilt.

Robotbladet indeholder kloroplaster, de biologiske konverteringscentre findes i rigtige planter. Disse små iltfabrikker er suspenderet i en matrix af silkeproteiner og konvertere CO₂, vand og lys ind i nødvendigt ilt til mennesker i rummet. Der er ingen grund til at bekymre sig om virkningerne af mikrogravity, hvilket kan hindre vores forsøg på at vokse virkelige planter i rummet.

Bladet kunne gøre terraforming langt lande meget lettere, da et tyndt lag af dette materiale kunne anvendes overalt. Det kunne f.eks. Linjer væggene og lofterne for vores fremtidige rumhabitater og skabe et levende miljø inden for hvilken som helst lukket struktur.

Den eneste nødvendige ressource er vand, da lys er rigeligt og CO₂ er produceret af astronauter døgnet rundt. Vand skal være let nok til at erhverve, da NASA og andre rumbureauer allerede har perfektioneret de teknikker, der anvendes til at omdanne urin til drikkevarer H₂O igen og igen.