Gli esperti della NASA hanno approvato un altro elenco di 25 progetti di esplorazione spaziale "folli", i cui autori propongono di studiare Marte con l'aiuto di robot "trasformatori" e api cibernetiche, costruire un motore positrone e laser per il volo su Alpha Centauri e proteggere anche i Marsonauti dalle radiazioni usando un gigante magnete.
“Quest'anno abbiamo ricevuto un numero record di candidature - oltre 230 proposte dai nostri concorrenti, e quindi la lotta tra di loro è stata particolarmente feroce. Non vedo l'ora di vedere questi progetti prendere vita , ha detto Jason Derleth, Program Manager NIAC presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, USA.
Ogni pochi anni, l'agenzia organizza il concorso per l'innovazione NIAC, in cui esperti raccolgono e implementano le idee più audaci, bizzarre e promettenti per studiare lo spazio vicino e profondo, nonché la superficie dei pianeti del sistema solare.
Gli specialisti della NASA selezionano ogni anno diversi progetti spaziali ad alto rischio ma promettenti inventati da piccoli gruppi di ricerca. Quindi l'agenzia fornisce risorse e fondi per la loro implementazione, altri 20-25 ricercatori ricevono piccole sovvenzioni per lo studio iniziale.
Attraverso le difficoltà alle stelle
Oggi la NASA e altre importanti agenzie spaziali del mondo hanno riconosciuto che sarà impossibile studiare lo spazio senza creare nuove propulsioni e centrali elettriche in grado di portare l'umanità al livello interstellare. Immediatamente cinque progetti approvati dal NIAC sono dedicati alla creazione di tali sistemi che possono accelerare le navi stellari a velocità prossime alla luce, o muoversi quasi indefinitamente.
Tre di loro sono già stati approvati in precedenti concorsi NIAC, e ora sono i vincitori nella seconda fase di questo progetto, che prevede finanziamenti molto più consistenti e implica che gli autori di queste idee hanno potuto dimostrare che i loro "progetti folli" funzionano davvero.
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Il primo è stato lo scandaloso progetto del "motore Mach" che viola la teoria della relatività di Einstein e, presumibilmente, funziona grazie a una delle proprietà dello spazio-tempo, scoperta alla fine del XIX secolo dal famoso fisico tedesco Ernst Mach.
Ha suggerito che tutte le proprietà dei corpi fisici dipendono non solo da se stessi e dal loro ambiente immediato, ma anche dalla loro posizione rispetto a tutti gli altri oggetti nell'Universo. Questa proprietà, come dimostrato dal fisico americano James Woodward nel 1990, può in teoria essere utilizzata per accelerare un veicolo spaziale senza consumare carburante, attirando e respingendo oggetti carichi in determinati periodi di tempo.
Come notano Woodward e la sua collega Heidi Firn, vincere la prima fase del NIAC ha fornito loro le risorse per affrontare il problema del surriscaldamento dei primi motori prototipo e sviluppare una teoria per descrivere come funzionava. Grazie a questo, hanno calcolato la quantità di energia necessaria per volare su Proxima b, il pianeta simile alla Terra più vicino a noi.
Un veliero laser interstellare visto dall'artista.
I soldi stanziati dalla NASA nella seconda fase del NIAC saranno spesi dai fisici per la creazione dei primi prototipi e la loro validazione. Se l'esperimento avrà successo, Firn e Woodward ipotizzano che il passo successivo potrebbe essere un volo per Proxima Centauri.
Altri due progetti - la barca a vela laser Breakthrough e il motore termonucleare PuFF - si adattano bene allo stampo della fisica moderna. Come parte della prima iniziativa, gli scienziati del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA propongono di utilizzare un laser orbitale da 100 megawatt per accelerare un veicolo spaziale con una vela di 110 metri a velocità prossime alla luce e volare alla periferia del sistema solare.
Gli autori della seconda idea propongono di creare un'installazione che comprima il combustibile termonucleare a temperature e pressioni quasi critiche, costringendo i suoi atomi a fondersi tra loro e rilasciare energia. A differenza dei reattori termonucleari e delle bombe, questo gas non si comprimerà ulteriormente e genererà ancora più energia, ma lascerà il motore sotto forma di un jet super denso in grado di accelerare la nave a velocità elevatissime.
Secondo gli autori di questa idea, gli ingegneri del NASA Space Flight Center intitolato a Marshall, un'installazione simile può essere creata oggi utilizzando materiali esistenti. Le prime persone porteranno su Marte in appena un mese, e in diversi decenni volerà verso le stelle più vicine a noi, utilizzando il carburante "improvvisato" sotto forma di gas e polvere interstellari.
Calcolo della follia
Al concorso vengono presentati progetti più “realistici”. Ad esempio, gli scienziati della A&M University del Texas, autori del progetto PROCSIMA, propongono di ridurre le dimensioni e la potenza sia del laser stesso che della "barca a vela" che accelera, utilizzando non uno, ma due tipi di emettitori. Il primo produrrà ancora luce, e il secondo - un fascio di particelle cariche, che svolgono il ruolo di una sorta di "fibra" per la radiazione elettromagnetica.
Queste particelle, come concepite dagli autori, manterranno i fotoni al loro interno, impedendo loro di "disperdersi" nello spazio, il che aumenterà l'efficienza di un tale acceleratore di circa 10mila volte e gli consentirà di lavorare a distanze molto maggiori di Breakthrough. Secondo i loro calcoli, PROCSIMA sarà in grado di accelerare una piccola sonda con un diametro di un metro al 10% della velocità della luce e consegnarla ad Alpha Centauri in 42 anni, oppure portare velocemente il telescopio nel punto in cui la gravità del sole inizia a distorcere la luce.
Un motore laser per una sonda che vola verso Alpha Centauri.
Il secondo progetto, RPP, è una variazione sul tema del "motore nucleare". I suoi creatori propongono di costruire una struttura che sarà alimentata da isotopi rari. Il loro decadimento porterà alla formazione di positroni, la forma più semplice di antimateria. Questi positroni possono essere combinati in un unico raggio di particelle di antimateria, le cui collisioni con un raggio di materia ordinaria genereranno una potente spinta e accelereranno la nave a velocità prossime alla luce.
Abitanti del pianeta "ferro"
La maggior parte del resto dei progetti del NIAC è dedicata allo studio di Marte e di altri pianeti del sistema solare, nonché alla creazione di tali macchine di ricerca che potrebbero funzionare indefinitamente.
Per questo motivo, il tema generale di questi progetti è diventato il cosiddetto concetto ISRU (utilizzo delle risorse in situ), che si basa sull'idea di utilizzare tutti i "mezzi improvvisati", inclusi aria, rocce e altri stati della materia sui pianeti per fornire alle sonde energia e carburante. …
Ad esempio, gli scienziati del NASA Ames Research Center propongono di creare e "popolare" Marte con un tipo speciale di fungo che può crescere sulla superficie del Pianeta Rosso. Questi funghi rilasceranno melanina e altre sostanze che assorbono attivamente le radiazioni ionizzanti e i raggi cosmici e proteggono le persone o le macchine dagli effetti delle radiazioni.
In futuro, tali funghi potranno essere utilizzati per rivestire i componenti plastici dell'involucro delle basi marziane e utilizzare il micelio per attrezzare moduli abitabili e persino intere "città".
I loro colleghi al JPL stanno sviluppando un vero robot trasformatore in grado di cambiare forma e modo di movimento, smontandosi in parti e collegandole in altri modi. Questa macchina, denominata FAR, sarà composta da molti primitivi mini-robot dotati di una serie di eliche e altri semplici dispositivi di propulsione in grado di connettersi a oggetti di forma e dimensione arbitrarie.
Ad esempio, un tale "trasformatore" sarà in grado di trasformarsi in una palla spinta dai venti, in un siluro che può nuotare rapidamente sott'acqua, in un analogo di un drone con una grande ala e in molte altre strutture in grado di risolvere una varietà di compiti.
Robot "trasformatore" per esplorare Marte e altri pianeti.
I suoi concorrenti saranno una specie di api cibernetiche, sviluppati da ingegneri delle università dell'Alabama e del Giappone. Gli insetti volanti, come gli scienziati hanno notato da tempo, spendono insolitamente poca energia durante il volo, il che consentirà a un piccolo robot con ali "ape" di vivere molte volte più a lungo di un normale drone e drone. Inoltre, una piccola massa di tali cyberbug consentirà di inviare uno sciame di tali robot su Marte.
Il progetto SPARROW, progettato per cercare tracce di vita su Europa, Encelado e altri pianeti con oceani subglaciali, funzionerà in modo simile. È un piccolo drone alimentato dal vapore acqueo prodotto dal lander, che scioglie il ghiaccio intorno al pianeta.
Questo approccio, come sperano i suoi sviluppatori, consentirà a SPARROW di studiare contemporaneamente diversi punti interessanti sulla superficie di questi pianeti, dove si possono trovare le prime tracce di vita extraterrestre.
Come sottolineano gli esperti della NASA, tutti i progetti approvati nell'ambito del concorso non sono progettati per una rapida implementazione: ci vorranno almeno dieci anni per svilupparli. Tuttavia, il potenziale di tutte le innovazioni approvate dovrebbe essere realizzato al 100%.
