撰文 | MikeWall
翻譯 | 張堯
美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）擬定向22個(gè)科技概念提供資助，這不僅預(yù)示著當(dāng)今太空科學(xué)和探索將取得一次長(zhǎng)足進(jìn)步，同時(shí)，人們也能從這些尖端而稍顯陌生的技術(shù)中，看見NASA要怎么創(chuàng)造一個(gè)全新的科技王國(guó)。
這些革命性的太空科技概念將從NASA創(chuàng)新先進(jìn)概念（NIAC）項(xiàng)目獲得資助，它們包括了研發(fā)線性（非旋轉(zhuǎn)）人造重力系統(tǒng)；用于改善火星土壤并發(fā)展農(nóng)業(yè)的生物工程細(xì)菌；以及在沒有推進(jìn)劑的情況下通過瞬間改變宇宙飛船質(zhì)量而獲得驅(qū)動(dòng)力。
在NASA召開的發(fā)布會(huì)上，其太空科技任務(wù)部副部長(zhǎng)Steve Jurczyk介紹說：“NIAC項(xiàng)目云集科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)家和發(fā)明家，同時(shí)也有部分政府機(jī)關(guān)公務(wù)員參與，該項(xiàng)目將在平臺(tái)和物質(zhì)資源上為他們提供必要的幫助。以上研究作為NASA太空探索初期階段計(jì)劃的一部分，無疑足夠代表我們的太空探索理念和愿景?！?/span>
極端環(huán)境自動(dòng)漫游車，圖片來源：Jonathan Sauder
在22個(gè)概念中，15個(gè)項(xiàng)目獲得了NIAC第一階段資助，憑借12.5萬美元基金在接下來9個(gè)月中完成概念性研究工作。以下是入選項(xiàng)目及負(fù)責(zé)人簡(jiǎn)介：
利用合成生物系統(tǒng)凈化并改良火星土壤，實(shí)現(xiàn)火星農(nóng)業(yè)：Adam Arkin，加州大學(xué)伯克利分校。Arkin團(tuán)隊(duì)對(duì)地球菌種進(jìn)行生物工程改造，使其能夠促進(jìn)火星上農(nóng)作物的生長(zhǎng)。
適用于星際探索前驅(qū)任務(wù)的新型推進(jìn)器系統(tǒng)：John Brophy，加州帕薩迪那NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）。該項(xiàng)目利用高能激光為宇宙飛船太陽能電池充能，使探測(cè)器的離子推進(jìn)系統(tǒng)更加輕便和高效（有利于更快速度航行）。
為火星任務(wù)研發(fā)真空飛船：John-PaulClarke，亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院。若這一構(gòu)想實(shí)現(xiàn)，“真空飛船”（通過維持空氣置換實(shí)現(xiàn)的內(nèi)部真空產(chǎn)生上升力，而非依靠氦氣或氫氣升空）將往返于火星上空。
利用馬赫效應(yīng)（MachEffects）研發(fā)用于星際航行的推進(jìn)器：Heidi Fearn，加州莫哈韋太空研究所。根據(jù)這一構(gòu)想，星際飛船僅憑借馬赫效應(yīng)即能獲得動(dòng)能。根據(jù)該效應(yīng)，物體剩余質(zhì)量的瞬間改變可使其獲得加速度或?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換。
冥王星地表的跳躍：BenjaminGoldman，加州歐文代爾全球航天公司。該項(xiàng)目提出的飛船能夠在冥王星地表跳躍，在一次長(zhǎng)期任務(wù)中近距離探索多處地點(diǎn)。
渦輪踏步器：JasonGruber，佛羅里達(dá)州坦帕創(chuàng)新醫(yī)療解決方案集團(tuán)（Innovative Medical Solutions Group）。通過線性方式（前后方向）加速而非旋轉(zhuǎn)離心加速，渦輪踏步器為宇航員提供人工重力。
火衛(wèi)一（L1）探測(cè)器吊掛實(shí)驗(yàn)：KevinKempton，弗吉尼亞州漢姆普頓NASA蘭利研究中心。小型探測(cè)器將被懸掛于火星衛(wèi)星上空，對(duì)它進(jìn)行近距離觀測(cè)。這個(gè)“懸掛飛行器”通過纜繩與另一個(gè)太空飛船連接，其處于數(shù)英里外的重力平衡點(diǎn)。
梯度場(chǎng)作用下的收斂式核聚變反應(yīng)推進(jìn)系統(tǒng)：Michael LaPointe，阿拉巴馬州亨茲維爾NASA馬歇爾航天飛行中心。該項(xiàng)目開創(chuàng)性地構(gòu)想利用核聚變能量實(shí)現(xiàn)超高速太空航行。
運(yùn)用微波熔結(jié)的空氣動(dòng)力制動(dòng)器大幅拓展NEA的可達(dá)性：John Lewis，加州莫菲特菲爾德深層太空工業(yè)公司。該項(xiàng)目探究利用小行星物質(zhì)制造隔熱板，是從繞地軌道低成本獲取太空資源的前沿研究。
運(yùn)用軟體飛船分解疏松碎石質(zhì)行星：Jay McMahon，博爾德科羅拉多大學(xué)。根據(jù)該項(xiàng)目概念，機(jī)器人化的餅狀軟體宇宙飛船可以提高人類從行星中獲取水和其他資源的能力。
連續(xù)電極慣性靜電控制下的核聚變反應(yīng)：Raymond Sedwick，馬里蘭大學(xué)帕克分校。同樣從利用核聚變反應(yīng)為太空航行供能的角度出發(fā)，該項(xiàng)目提出了另一條途徑。
為行星觀測(cè)研發(fā)的新型望遠(yuǎn)鏡——薩特（Sutter），即將開啟太空中的淘金記：Joel Sercel，加州湖景臺(tái)（Lake View Terrace）。Sercel在研究計(jì)劃中闡述，希望向太陽軌道發(fā)射三個(gè)小型衛(wèi)星，用以追蹤行星；該微型系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)并追蹤多數(shù)天體，并探究在它們之上開采資源的可能性。
運(yùn)用太陽引力透鏡對(duì)太陽系外星球進(jìn)行直接多像素?cái)z影及光譜學(xué)分析：Slava Turyshev，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。該研究將利用太陽形成的“引力透鏡”，放大并拍攝系外星球影像。
太陽沖浪：RobertYoungquist，佛羅里達(dá)NASA肯尼迪太空中心。Youngquist和他的團(tuán)隊(duì)力圖研發(fā)超強(qiáng)反射材料，使未來的宇宙飛船可以在距太陽表面43萬英里（69萬公里）的范圍內(nèi)安全航行——比其他探測(cè)器可以靠太陽更近。
建立太陽系實(shí)驗(yàn)室，直接探測(cè)宇宙中的暗能量反應(yīng)：Nan Yu，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。研究人員希望通過發(fā)射宇宙飛船捕捉神秘暗能量存在的證據(jù)，該能量被認(rèn)為是宇宙加速膨脹的原因。
另外7個(gè)項(xiàng)目獲得NIAC第二階段資助，它們將得到50萬美元的資金用以支持兩年的進(jìn)一步研究（這些項(xiàng)目曾今均獲得過第一階段資助）。以下為該7項(xiàng)研究的簡(jiǎn)介：
利用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境能量推動(dòng)的金星內(nèi)部探測(cè)器：Ratnakumar Bugga，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)以氣球?yàn)榻Y(jié)構(gòu)主體的自動(dòng)探索系統(tǒng)可以在任何高度自由穿梭于金星大氣層。
根據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)吸收激光的頻譜特性，識(shí)別物質(zhì)成分的遙感系統(tǒng)：Gary Hughes，位于圣路易斯-奧比斯波的加州州立理工大學(xué)該項(xiàng)目探究應(yīng)用高能激光分析天體物質(zhì)成分的可行性。激光發(fā)射器置于行星、隕石、衛(wèi)星等天體軌道。
膜飛船的第二階段研究：SiegfriedJanson，位于加州埃爾塞貢多的航空航天公司?！澳ぁ笔恰澳钗铩钡暮?jiǎn)稱，用以形象描述該太陽能飛船的形態(tài)——二維尺度遠(yuǎn)大于第三維。它將被用于清理太空垃圾。
運(yùn)用“星際回聲”繪制太陽系外天體的影像：Chris Mann，位于德克薩斯州奧斯汀的Nanohmics 公司。通過分析系外恒星產(chǎn)生的輻射波與其在星系間的漫反射信號(hào)，對(duì)系外星球進(jìn)行成像。
極端環(huán)境自動(dòng)漫游車：JonathanSauder，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。Sauder和同事們致力于研發(fā)一款超級(jí)漫游車，能夠在金星、水星和其他極端太空環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作。
優(yōu)化天體（行星、衛(wèi)星和星球）資源開采，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性太空探索及宇宙工業(yè)化：Joel Sercel，TransAstra公司。該項(xiàng)目將行星統(tǒng)籌規(guī)劃，運(yùn)用太陽光對(duì)它們集中照射，從而收集蒸發(fā)出的水分和其他資源。
由核聚變驅(qū)動(dòng)的冥王星人造衛(wèi)星及登錄裝置：Stephanie Thomas，位于新澤西州普萊恩斯伯勒的普林斯頓衛(wèi)星系統(tǒng)公司。由Thomas和其團(tuán)隊(duì)提出的“聚變直接驅(qū)動(dòng)”方式提升了航天推進(jìn)器的推力和續(xù)航能力，將應(yīng)用與冥王星等遠(yuǎn)程星系登陸任務(wù)。
在發(fā)布會(huì)上，NIAC項(xiàng)目執(zhí)行官Jason Derleth表示：“在本項(xiàng)目的資助下，第二階段的研究將取得重大突破，有望在這些領(lǐng)域成為世界同類項(xiàng)目的標(biāo)桿。很高興看到各位研究者再次回歸到NIAC項(xiàng)目，想必2017年的研究又將激動(dòng)人心，希望他們能夠秉承NIAC的傳統(tǒng)與長(zhǎng)項(xiàng)——改變可能性。”
原文地址：
https://www.scientificamerican.com/article/nasa-funds-22-futuristic-ideas-for-space-exploration/
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