NASA подвело итоги конкурса на финансирование опережающих время космических проектов (программа NASA Innovative Advanced Concepts) 30 марта 2018 года. Среди победителей как вполне реальные схемы, которые можно воплотить в жизнь «здесь и сейчас», так и фантастические идеи, способные перевернуть наши представления об освоении космоса.
Из списка, в котором 25 позиций, Forbes выбрал 15 наиболее интересных проектов. Первые девять прошли стартовый этап отбора и получили небольшие гранты, с помощью которых должны доказать свою состоятельность. В последних трех, преодолевших второй этап, NASA увидело реальный потенциал.
Shapeshifter
Проект летающего/плавающего/передвигающегося по твердой поверхности робота-трансфомера для исследования планет с атмосферой. Это набор из нескольких мини-элементов, приводимых в движение пропеллерами и способных соединяться в различные формы: шар, чтобы катиться; стрела, чтобы лететь; торпеда, чтобы плыть и т. д. Помимо исследовательских функций трансформеры могут переносить грузы или служить элементами систем связи.
Biobot
Универсальная роботизированная тележка, интегрированная со скафандром и несущая на себе систему жизнеобеспечения, дополнительные источники питания, грузы и инструменты. Задачи: максимально облегчить собственный вес скафандра и увеличить ресурс системы жизнеобеспечения. За счет этого увеличится продолжительность автономных миссий на поверхности Луны, Марса и других планет.
LEAVES (Lofted Environmental and Atmospheric Venus Sensors)
Разделяющийся блок атмосферных зондов для изучения атмосферы Венеры или похожих планет. Форма зондов, не оснащенных двигателями, обеспечивает высокую продолжительность полета и большое горизонтальное расстояние планирования. Низкая стоимость, малый вес и размер позволяют одновременно использовать несколько блоков для исследования большой площади атмосферы.
MIDEA (Meteoroid Impact Detection for Exploration of Asteroids)
Технология призвана определить наиболее перспективные по составу астероиды для последующей добычи на них полезных ископаемых. Миниатюрный корабль-матка массой 10-50 кг несет на борту рой исследовательских зондов весом приблизительно 100 г каждый. Выпущенные в свободный полет, зонды фиксируют результаты столкновений метеороидов с астероидами, на основании которых делаются выводы о составе их поверхности.
Mapping of Small Orbital Debris
Проект предполагает создание на нижней опорной орбите группировки малых спутников формата Cubesat. Их задача — обнаружение мелкого космического мусора (от микрона до сантиметра), представляющего тем не менее опасность для космических аппаратов. Авторы проекта считают, что после запуска группировки потребуется не более года, чтобы создать полную «мусорную карту», позволяющую выбирать наименее опасные орбиты для размещения спутников.
Marsbee
«Марсианская пчела» — миниатюрный роботизированный летающий зонд для изучения Марса, передвигающийся за счет взмахов крыльев. Размер корпуса сопоставим с размером шмеля, размер крыла — с крылом цикады. Рой таких «пчел» размещен на борту марсохода, выполняющего функции средства перемещения, центра управления и сбора информации, а также устройства подзарядки зондов. Проект позволит существенно ускорить исследование поверхности Марса.
Procsima
Усовершенствованная концепция лазерного парусника. Лазерный луч предлагается объединить с пучком нейтральных частиц, который придаст ему свойства солитона (структурно устойчивой волны). За счет такого совмещения луч сохранит начальные параметры, т. е. не будет расширяться, что радикально повысит его эффективность и позволит уменьшить площадь паруса с 10 км2 до 10 м2. В результате значительно возрастет скорость корабля и масса полезной нагрузки, которую он сможет нести.
SPARROW (Steam Propelled Autonomous Retrieval Robot for Ocean Worlds)
Исследовательский дрон для космических тел, поверхность которых покрыта льдом. Передвигается прыжками, используя для этого энергию, выделяемую при переходе льда в газообразное состояние. Такой принцип передвижения не требует запасов «рабочего тела» (если энергия будет добываться из ядерного источника, другое топливо везти на космическое тело не придется) и позволяет исследовать большие территории на поверхности подобных объектов, независимо от их рельефа.
BALLET (BALloon Locomotion for Extreme Terrain)
Надувная станция для исследования поверхности других планет. К надувной платформе, оснащенной камерами, снизу прикреплены на тросах шесть блоков, несущих полезную нагрузку и одновременно служащих якорями-опорами для платформы. Станция передвигается, последовательно поднимая и перемещая опоры в пространстве.
Myco-architectural structures (грибоподобные структуры)
Ученые предложили использовать в качестве строительного материала для станций на других планетах быстрорастущие грибковые культуры. По прочности на сжатие они не уступают дереву, по прочности на изгиб превосходят бетон, за счет содержания меланина способны поглощать радиацию. Недостаток: необходимость питательной среды. Сначала питательные элементы придется доставлять вместе с грибком, после заселения баз для этих целей можно будет использовать отходы жизнедеятельности.
Modular Self-Assembling Telescope
Проект модульного космического самособирающегося телескопа с активной оптикой площадью более 30 м2. Каждый зеркальный модуль телескопа площадью около 1 м2 — самостоятельный космический корабль. Предполагается, что модули будут выводиться носителями как дополнительная нагрузка к основным миссиям, после чего самостоятельно доберутся к месту сборки — второй точке Лагранжа, используя солнечный парус. Собираться и работать телескоп будет полностью автономно, без помощи космонавтов.
Breakthrough Propulsion Architecture
Космический корабль дальнего действия, построенный по принципу «лазерного парусника». Луч 400-мегаваттного лазера, находящегося на земной орбите, ориентирован на «парус» — фотоэлектрический экран диаметром 110 метров, расположенный на корме корабля. Как ожидается, получаемой энергии будет хватать, чтобы разогнать корабль до 100-200 километров в секунду. Результатом второго этапа должна стать окончательная архитектура проекта, позволяющая приступить к его реализации.
Pulsed Fission-Fusion (PuFF) Propulsion
В основе этого проекта принципиально новая концепция двигателя, основанная на сверхсжатии ядерного топлива. В результате ее применения космический корабль сможет достигнуть Марса за месяц, а пределов Солнечной системы — за несколько десятилетий.
Triton Hopper
Аппарат, предназначенный для исследования Тритона (крупнейший спутник планеты Нептун), должен передвигаться по его поверхности прыжками до 1 км в высоту и до 5 км в длину. В качестве топлива он будет использовать азотный лед, которым, как предполагается, покрыта поверхность крупнейшего спутника Нептуна. В рамках второго этапа проекта планируется улучшить показатели по продолжительности жизни и дальности перемещения аппарата.
Mach Effect for In Space Propulsion: межзвездный полет
Концепция двигателя, который многие считают невозможным, основана на спорном эффекте Маха, не согласующимся с теорией относительности. По мнению авторов проекта, этот эффект за счет использования отдельных свойств пространства и времени должен позволить с огромной скоростью перемещать объекты без использования топлива. На средства, полученные после первого этапа отбора, авторы проекта провели ряд испытаний и усовершенствовали концепцию зонда для межзвездных путешествий. Теперь они собираются работать над увеличением тяги двигателя. (Полагаем, что NASA просто решило поощрить фантазию будущих участников, но не считает проект реализуемым. — Forbes.)