Januárban ítéltek oda tizennégy fantasztikus ötletet kutató csapatnak, magas kockázatú, nagy hasznot hozó projektfinanszírozást, a NASA Innovative Advanced Concepts programja (NIAC) részeként.
Ha a következő projekteket nézzük, nem biztos, hogy látjuk, hogy hol van ebben az IT. Az összeállítást annak megvilágítására hoztuk létre, hogy kirajzolódjon az űripari fejlesztések előrehaladottsága. Érdemes az iparágat IT-s szemmel is megnézni, nem csupán a kommunikációs hálózat kiépítése tekintetében. IKT-megoldások az űrágazat számára megkönnyítik a folyamatokat, az innovációk létrehozását.
A NASA évente ítéli oda ezeket a támogatásokat, főként az Egyesült Államokban működő tudományos kutatóknak. Ez az új díjcsomag az 1. fázisú projektekhez szól, amelyek mindegyike 175 ezer dollárt kap egy kilenc hónapig tartó tanulmány elvégzésére, amelyet a kutatók terveik részletesebb kidolgozására, tesztek futtatására és prototípusok tervezésére használnak fel. Néhányan ígéretes projekt eljut a 2. fázisig, ezen a ponton 600 ezer dollárt kapnak egy kétéves tanulmányért. Ezt követően a NASA 2 millió dollárt adományoz egyetlen kivételes projektnek, egy kétéves, 3. fázisú tanulmány finanszírozására.
A versenytársak egy része végül a NASA-nál vagy egy kereskedelmi partnernél talál otthonra; mások közvetett hatást gyakorolhatnak az űrkutatásra azáltal, hogy megnyitják az utat a technológiák elterjesztéséhez. Például a Freefall Aerospace startup felfújható űrantennája egy NIAC projektként indult. Szintén a NIAC javaslata alapján lehetett kifejleszteni egy forgószárnyas repülőgépet a Vörös Bolygóra, az Ingenuity marsi helikoptert.
Gombamód szaporodó épületek a Marson
Az idei év egyik díjazottja a Marson termesztett építőanyagokból – gombák és baktériumok által termelt anyagokból – összeállított élőhely tervezésére beadott pályázat. Nehéz nagy, súlyos dolgokat, például házszerkezetet az űrbe küldeni. A kilövés költsége drabális. Ez a projekt azonban, amelyet Congrui Jin, gépész- és anyagmérnök és kollégái dolgoztak ki a Nebraska Egyetemen, az „önnövesztő” építőelemek ötletét kutatja.
Ezek a gombák vagy baktériumok kicsiben indulnak, de fokozatosan szálakat és indákat növesztenek, hogy kitöltsék a rendelkezésükre álló teret.
Eredetileg öngyógyító anyagnak nevezték, mert arra fejlesztették, hogy kitöltse a betonon, a repedésekből adódó réseket, de most egy lépéssel tovább akarnak lépni. Elképzelésük szerint a Marson lévő bioreaktorban az ilyen anyagok erős téglákká nőnének. A folyamat költséges lenne a Földön, de mivel a Vörös Bolygóról hiányoznak az építőmunkások, ott gazdaságilag ésszerűbb lehet.
A NIAC-tanulmány során a kutatók azt tervezik, hogy meghatározzák, hogy a termesztési folyamat felgyorsítható-e hónapokról napokra és mennyi ideig maradhatnak életben az anyagok a zord marsi környezetben.
A csapat a projektje a gomba egy olyan aspektusának felhasználására összpontosít, amely a benne, pontosabban a gyökérszerű földalatti szálaiban (micélium) rejtőző ásványi anyagokra, amelyeket bizonyos körülmények között termel. A micélium kitinben gazdag anyag, amely nagy szilárdságot biztosít és kiváló mechanikai tulajdonságokkal bír, így szilárd és könnyű biokompozit anyagokat lehet belőlük előállítani.
Oxigén-csőhálózat a Holdon
Egy másik NIAC-győztes egy óriási holdi csővezeték megtervezését javasolja, amely a jövő holdbázisán lévő űrhajósoknak szállíthatná az égetően szükséges oxigént. A NASA folyamatban lévő Artemis programjának köszönhetően az űrhajósok már 2026-ban megérkeznek. A jövőbeni hosszabb küldetésekhez hetekig vagy hónapokig elegendő oxigénre lesz szükség – és esetleg rakéta-üzemanyagként is használható. Oxigéntartályokat szállítani az űrbe ugyanolyan problémás, mint az építőanyagok kilövése, de a Holdon lévő gáz előállítása jobb megoldás lehet. Az oxigén a vízjég bányászatának melléktermékeként érhető el az elektrolízisnek nevezett eljárással.
Van azonban egy logisztikai probléma: lehet, hogy a holdbánya nem közvetlenül a tábor mellett van. A Hold bővelkedik az állandóan árnyékolt kráterekben, de ezek egyben a Hold leghidegebb helyei is, és nehéz kommunikációs kapcsolatot tartani ezekről a helyekről. Az egyik lehetőség az, hogy egy kráter helyén állítják elő az oxigént és egy roverrel visszaszállítják a bázisra, de ez egy borzasztó drága megoldással lehetséges csak. Ezért azt találták ki, hogy egy 5 kilométeres, két területet összekötö csőhálózatot hoznak létre.
Robotok építenék a csőhálózat szegmenseit, olyan fémek felhasználásával, mint a holdi regolitból kivont alumínium. A szegmenseket összehegesztenék és a cső egy árokban vagy egy állványon futna – ez nem sokban különbözik a földi olajcsövektől. 2 kilogramm óránkénti oxigénáramlást tesz lehetővé, ami elegendő a NASA jövőbeli űrhajósainak szükségleteihez.
Fluid távcső
Edward Balaban, a NASA kaliforniai Ames Kutatóközpontjának tudósa azt vizsgálja, hogy az űr nullához közeli gravitációját használja fel folyadékok formázására, tükrökhöz vagy óriás űrteleszkópok lencséihez. Ezek erősebbek lennének, mint a jelenlegi teleszkóptükrök, amelyek gyakran speciális üvegből készülnek és rettentően érzékenyek a mikrometeoroidok becsapódására és a kilövési folyamat során bekövetkező rázkódásra. A James Webb űrteleszkóp 6,5 méter átmérőjű tükre egy mérnöki csoda. Nagyon sok kreativitás és technológiai innováció kellett ahhoz, hogy ilyen origami módon összehajtsák és beleférjen a hordozórakétába.
Ehelyett a „fluid teleszkóp” koncepciójával csak egy vázszerkezetet – például egy esernyő alakú parabolaantennát – és egy tükrös folyadéktartályt, például galliumötvözeteket és ionos folyadékokat kell fellőni. Az indítás után a folyadékot a keretbe fecskendezik. Az űrben a cseppek a felületi feszültség miatt összetapadnak. Különös tulajdonságuk, hogy a Föld gravitációs ereje nem akadályozza és nem torzítja el alakjukat. Ez hihetetlenül sima tükröt eredményez anélkül, hogy szükség lenne különböző mechanikai eljárásokra, például csiszolásra és polírozásra, amelyeket a hagyományos üvegtükröknél használnak. Ezt követően egy automatizált eljárással csatlakozik a távcső többi alkatrészéhez.
Repülőgépen és a Nemzetközi Űrállomáson végzett tesztek segítségével csapata már megtanulta, hogyan lehet folyékony polimerekkel lencséket készíteni. Megállapították, hogy a folyadék térfogata határozza meg a nagyítás mértékét. A NIAC támogatásával felkészülnek a következő lépésre: egy kis folyadéktükör tesztelésére az űrben még ebben az évtizedben, de a végső tervük egy 50 méteres tükör elkészítése az űrben.
