1398/02/01

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد

ناسا ۱۸ پروژه فناوری پیشرفته و هیجان‌انگیز را برای برنامه مفهوم‌های پیشرفته نوآوری ناسا(NIAC) انتخاب کرده است تا با توسعه آنها از آنها در تحقیقات و مأموریت‌های آینده خود استفاده کند. از لباس‌های فضانوردی هوشمند گرفته تا سپرهای حرارتی خورشیدی، توسعه ۱۸ پروژه با تکنولوژی پیشرفته (های‌تک) برای پیشرفت فناوری...
 ۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد

ناسا ۱۸ پروژه فناوری پیشرفته و هیجان‌انگیز را برای برنامه مفهوم‌های پیشرفته نوآوری ناسا(NIAC) انتخاب کرده است تا با توسعه آنها از آنها در تحقیقات و مأموریت‌های آینده خود استفاده کند.
از لباس‌های فضانوردی هوشمند گرفته تا سپرهای حرارتی خورشیدی، توسعه ۱۸ پروژه با تکنولوژی پیشرفته (های‌تک) برای پیشرفت فناوری فضایی مورد نظر برنامه NIAC ناسا انتخاب شده‌اند.
هم‌اکنون از این ۱۸ پروژه تحقیقاتی تا مبلغ ۵۰۰ هزار دلار برای هر کدام کمک مالی شده است تا به اکتشاف و بهره‌برداری از ماه و فراتر از آن کمک کنند.
یکی از چیزهایی که ناسا از زمان آغاز در دهه ۱۹۵۰ همواره به دنبال آن بوده تمایل به سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین در همه چیز از قبیل طراحی موشک تا طراحی خودکارهایی است که در گرانش صفر کار کنند. این رویکردی است که هم منجر به موفقیت و هم منجر به شکست شده است.
اکنون برنامه NIAC با هدف ادامه این رویکرد پیگیری می‌شود تا ۱۸ پروژه تحقیقاتی در مورد توسعه تکنولوژی محقق شود و بشر را در سفرهای طول و دراز فضایی یاری کند.
جیم رویتر (Jim reuters) مدیر اجرایی مؤسسه مأموریت فضایی ناسا می‌گوید: «برنامه NIAC با سرمایه‌گذاری در فناوری‌های انقلابی می‌تواند ایده‌های آینده‌نگرانه ناسا را به مأموریت‌های آینده ناسا تبدیل کند. ما به نوآوران آمریکایی نگاه می‌کنیم تا به ما کمک کنند که مرزهای اکتشاف فضایی را با تکنولوژی‌های جدید گسترش دهیم.»
انتخاب‌های کنونی این برنامه به دو جایزه فاز ۱ و ۲ تقسیم می‌شود. ارزش جایزه فاز اول برای ارزیابی و تعریف طراحی‌های مفهومی سفر فضایی ۹ ماهه حدود ۱۲۵ هزار دلار است، در حالیکه فاز دوم برای مطالعات پیشرفته‌تر است و شامل یک جایزه تا ۵۰۰ هزار دلاری برای مأموریت‌های دو ساله است.
آژانس فضایی آمریکا می‌گوید تمام پروژه‌ها در مرحله مفهومی هستند و حداقل یک دهه از تبدیل به برنامه‌های عملی فاصله دارند.
انتخاب‌های فاز اول عبارتند از:
۱-  بریز(BREEZE)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
 بیریز یک پرنده رباتیک قابل هدایت با باد است که در طراحی آن از سفره‌ماهی الهام گرفته شده است و می‌تواند در لایه‌های بالایی جو سیاره زهره در ارتفاع ۵۰ تا ۶۰ کیلومتری پرواز کند و معلق بماند.
این پرنده نیروی خود را از خورشید می‌گیرد و می‌تواند با استفاده از کابل‌های کششی برای تغییر حجم و ارتفاع خود اقدام کند.
به گفته سازندگان،  بیریز قادر به استفاده از بادهای منطقه‌ای است که می‌تواند سیاره زهره را در چهار تا شش روز دور بزند و شارژ کردن باتری‌های خود در مدتی که در طرفروزِ سیاره است به کاوش در طرف شب آن بپردازد.
ابزارهایی که می‌توانند روی این پرنده سوار شوند شامل طیف‌سنج جرمی، نفلومتر (ابزار اندازه‌گیری ذرات معلق در یک مایع یا گاز چسب‌سان)، دوربین‌های با وضوح بالای نور مرئی و نزدیک به مادون قرمز، مغناطیس سنج و باد سنج و همچنین حسگرهای اندازه‌گیری فشار، دما، تراکم جو و غیره است.
این طرح توسط جاوید بایاندور از دانشگاه نیویورک بوفالو طراحی شده است.

۲- پرتوزای قدرتی برای مأموریت‌های طولانی مدت سطح زهره

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
پروژه دیگری که با هدف کاوش در زهره طراحی شده است. مطالعه پرتوزای قدرتی(Power Beaming) به دنبال تأمین برق برای مأموریت‌های سطح زهره است.
این پلتفرم جوی که یک بالون با پنل‌های خورشیدی، چند باتری، فرکانس رادیویی یا فرستنده مایکروویو است، در لایه‌های بالایی جو زهره که در آن نور خورشید باتری‌ها را شارژ می‌کند، معلق می‌شود.
هنگامی که باتری‌ها شارژ می‌شوند، بالون به ارتفاع پایین‌تری می‌آید، جایی که ابرهای کدر مانع از شارژ شدن پنل‌های خورشیدی فرودگرهای واقع بر سطح زهره توسط نور خورشید می‌شوند. سپس فرستنده بالن می‌تواند انرژی را به یک فرودگر که دارای یک ابزار خاص قابل شارژ، نمک مذاب با دمای بالا یا باتری الکترولیت جامد یا یک سیستم سلول سوختی احیا کننده اکسید جامد است که می‌تواند در دمای سطح زهره زنده بماند، بفرستد.
بالون پس از شارژ کردن فرودگر دوباره ارتفاع می‌گیرد و این روند را تکرار می‌کند.
این طرح متعلق به اریک براندون (Eric Brandon) از آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا(JPL) در پاسادنای کالیفرنیا است.

۳- لباس هوشمند(SmartSuit)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
لباس هوشمند برای استفاده در مریخ و دیگر مأموریت‌های سیاره‌ای طراحی شده است، اما به جای آنکه یک کیسه گاز تحت فشار منفعل باشد، از تکنولوژی ربات‌های نرم با پوست قابل انعطاف استفاده می‌کند که خوددرمان است و چندین حسگر در آن جاسازی شده است. این لباس فضانوردی رباتیک هوشمند می‌تواند داده‌ها را جمع آوری کند و اطلاعات ساختاری محیطی و غشایی را نمایش دهد.
ایده این است که SmartSuit یک کیت هوشمند است که برای افزایش و تسهیل حرکت و مهارت کاربر و همچنین تعامل با محیط در نظر گرفته شده است. عناصر نرم رباتیک نیز ضد فشار مکانیکی اعمال می‌کنند، بنابراین نیاز به هم‌فشار شدن با لباس‌های رایج ندارد.
 آنا دیاز آرتایلز (Anna Diaz Artsilz) از ایستگاه آزمایشی مهندسی تگزاس A & M ایده‌پرداز این طرح است.

۴- تلسکوپ فضایی سیارات فراخورشیدی دوکاره(DUET)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
DUET یک تلسکوپ شکار سیاره‌های فراخورشیدی جدید است که وسعت دید آن چهار برابر تلسکوپ‌های زمینی است، اما برای حمل توسط یک موشک به اندازه کافی سبک است.
ابزار مداری، این افزایش وسعت دید و محدوده جمع آوری اطلاعات را با حذف نیاز به سایه یک ستاره یا کروناگراف با استفاده از تکنیک پراکندگی دوگانه که ابتدا توسط نیوتن مورد مطالعه قرار گرفته است فراهم می‌کند تا DUET قادر باشد طول موج‌های مختلف نور یک سیاره فراخورشیدی و ستاره میزبانش را از هم تمیز دهد و جدا کند.
تام دیتو (Tom Ditto) از نیویورک این پروژه را طراحی کرده است.

۵- میکروکاوشگرهایی که از الکتریسیته اتمسفر سیاره‌ای نیرو می‌گیرند (MP4AE)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این مطالعه بدیع بر پایه توانایی پرواز عنکبوت‌ها از طریق به شکل چتر درآوردن تارهای خود و وزش باد طراحی شده است تا مأموریت‌های اکتشافی سیاره‌ای توسط هزاران میکروکاوشگر با وزن حدود ۵۰ میلی‌گرم انجام شود.
این میکروکاوشگرها یک حلقه با طول ۲۰۰ متر برای تولید بار الکتریکی در لایه اتمی جو یک سیاره تشکیل می‌دهند.
 یو گو از دانشگاه ویرجینیای غربی این ایده را داده است.

۶- کاوشگر هسته‌ای SPEAR

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد

SPEAR یک کاوشگر قدرتمند هسته‌ای بسیار سبک وزن برای اکتشاف فضای عمیق است. این کاوشگر می‌تواند توسط یک رآکتور جدید و سبک و ژنراتورهای پیشرفته ترموالکتریک (ATEG) برای کاهش جرم شارژ شود.
اگرچه این رآکتور به اندازه طراحی‌های دیگر نیرو تولید نمی‌کند، اما هزینه تولید پایین‌تری دارد که باعث افزایش تعداد مأموریت‌های فضای عمیق خواهد شد. علاوه بر این، استفاده از اورانیوم با درجه پایین غنا به معنی آن است که می‌تواند به صورت تجاری نیز استفاده شود.
 تروی هاو (Troy Howe) از شرکت صنایع هاو در آریزونا این طرح را داده است.

۷- سیستم‌های تأمین قدرت نوآورانه چتری(RIPS)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
سیستم‌های تأمین قدرت نوآورانه چتری(RIPS) یک سیستم برای تأمین انرژی کاوشگرهای جوی کم عمر هستند و اساساً یک خط چتر است که از نیروی کشیده شدن برای تولید قدرت الکتریکی استفاده می‌کند.
این رویکردی مناسب برای کاوشگرهای ورودی جوی در سیارات غول پیکر گازی است که برای یک دوره کوتاه نیاز به قدرت بالا دارند.
طراح این ایده نوام آیزنبرگ (Noam Eisenberg) از دانشگاه جان هاپکینز مریلند است.

۸- تأمین نیروی پرواز بین ستاره‌ای

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این یک مأموریت بین ستاره‌ای است که از یک سیستم نیروگیری لیزری استفاده می‌کند تا کاوشگرهای فوق مینیاتوری را در فاصله بین ستاره‌ای پرواز دهد تا بتواند به یک سیاره فراخورشیدی پرواز کند.
به گفته ایده‌پرداز، کاوشگرها در این مقیاس می‌توانند همین طور که از سیستم‌های ستاره‌ای می‌گذرند انرژی را مانند ژنراتورهای کوچک ذخیره کنند.
 جفری لندیس (Jeffrey Landes) از مرکز تحقیقات گلن ناسا مبدع این طرح است.

۹- حفاری در قطب ماه(LPMO)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
طرح پیشنهادی معدن‌کاری در ماه(LPMO) برای کاهش نیاز به حفاری یخ در قطب‌های ماه با استفاده از مجموعه‌ای از ابزارهای خورشیدی قابل گسترش به صورت عمودی و ایجاد یک دکل ۱۰۰ متری است.
این پروژه به جای حفاری یخ از ترکیبی از امواج رادیویی، مایکروویو و مادون قرمز برای گرم کردن سطوح یخی استفاده می‌کند. سپس نمونه‌ها را تصعید کرده و جمع آوری می‌کند تا دوباره آن را از شکل گاز به شکل مایع تغییر دهد.
 جوئل سرسی (Joel Cersei) از شرکت ترانس‌آسترا (TransAstra) واقع در کالیفرنیا این ایده را مطرح کرده است.

۱۰- شکارچی زباله‌های فضایی(CHARON)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
چارون یک طرح مفهومی است که هدف آن تمیز کردن مدار زمین از زباله‌های فضایی است که ممکن است به ماهواره‌ها و دیگر فضاپیماها آسیب بزنند.
این شکارچی از یک موتور پیشران موسوم به ELF استفاده می‌کند که یک شکل از موتور یونی فوق سبک است و قدرت نسبتاً بالایی دارد.
چارون می‌تواند در یک مدار بیضوی در اطراف زمین دور بزند و زباله‌های ۲۵ ساله اطراف زمین را شکار کند و با استفاده از این موتور قادر خواهد بود تا مدار خود را به هدف‌هایش برساند و با نفوذ به جو زمین قادر به جمع‌آوری مولکول‌های اکسیژن و نیتروژن برای سوخت‌گیری خواهد بود که در واقع خودسوخت‌گیر است.
این طرح متعلق به جان اسلاو از شرکت MSNW واقع در ردموند واشنگتن است.

۱۱- استخراج حرارتی از سطوح یخی اجرام سرد سیستم‌های خورشیدی

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
یکی دیگر از طرح‌های قمری از بازتاب تابش خورشید روی رسوبات یخ استفاده می‌کند تا بتواند از زیر سطح یخی سیاره‌های سرد نمونه‌برداری کند.
جورج ساورس از دانشکده معدن کلرادو این طرح را به ناسا ارائه داده است.
۱۲- تاسواره‌های کم هزینه برای کاوش مرزهای منظومه شمسی
۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این پروژه با هدف اکتشاف فضای عمیق در لبه منظومه شمسی است. ناسا به منظور ارسال فضاپیماهای کم‌هزینه به دورتر از سیاره مشتری می‌خواهد ماهواره‌های کوچک یا تاسواره‌هایی (CubeSat) تولید کند که می‌توانند به عنوان ابزارهای ثانویه در مأموریت‌های سیاره‌ای راه‌اندازی شوند.
رابرت استائل (Robert Steele) از آزمایشگاه پیش‌رانش ناسا(JPL) این ایده را مطرح کرده است.
اما انتخاب‌های فاز دوم عبارتند از:

۱۳- تلسکوپ THE MOST

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این تلسکوپ یک طرح مفهومی برای نوع جدیدی از تلسکوپ فضایی است که می‌تواند یک طیف با وضوح بالا را برای هر جرمی در یک میدان دید ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از تلسکوپ‌های قبلی ثبت کند و این کار را با ریختن نور از طریق یک صفحه و ایجاد یک تصویر طیفی از کل آسمان با استفاده از یک غشای صاف که در مقایسه با آینه‌ها در برابر خطاها بسیار مقاوم است، انجام می‌دهد.
گام بعدی ساخت و آزمایش یک مدل آزمایشی از این تلسکوپ خواهد بود.
این طرح دومین ایده تام دیتو است که مورد ۴( تلسکوپ DUET) را نیز طراحی کرده است.

۱۴- تلفیق‌گر متحرک دوّار(R-MXAS)

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
R-MXAS یک رادیومتر تصویربرداری دهانه گشاد ترکیبی است که کوچک‌تر از نمونه‌های فعلی است و انرژی کمتری هم استفاده می‌کند.

۱۵- ناوبر خودران برای مأموریت‌های بین ستاره‌ای

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این مورد از ترکیبی از پرتوهای لیزرها و ذرات برای ایجاد یک پرتو انرژی خودهدایت کننده استفاده می‌کند که می‌تواند یک کاوشگر بدون سرنشین را تا سرعت ۱۰ درصد سرعت نور هدایت کند.
طراح ادعا می‌کند که این ناوبر با استفاده از پرتو ذرات خنثی و یک لیزر، گسترش و انکسار حرارتی طی پرتو افشانی از طریق فضا را حذف می‌کند.
کریس لیمباخ (Chris Limbach) از آزمایشگاه مهندسی تگزاس A & M این ناوبر را طراحی کرده است.

۱۶- آشکارساز فضایی خورشیدی نوترینو

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این یک آشکارساز نوریتینوی کوچک شده است که برای کاوشگرهای خورشیدی و برای تشخیص نوترینو (ذره بنیادی بدون بار الکتریکی) در مدار نزدیک خورشید طراحی شده است.
طراح می‌گوید که این آشکارساز ۲۵۰ کیلوگرمی در فضا می‌تواند کار یک آشکارساز ۳۰۰۰ تنی بر روی زمین را انجام دهد.
نیکلاس سولومی (Nicholas Solomy) از دانشگاه ایالتی ویچیتا کانزاس این آشکارساز را طراحی کرده است.

۱۷- بادبان‌های خورشیدی بازتابنده

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
این پروژه از یک بادبان خورشیدی استفاده می‌کند تا نور خورشید را به منظور شارژ کردن کاوشگرها به سمت آنها بازتاب دهد.
این یک ایده بدیع است که از نوارهای نوری متشکل از فراماده‌ها برای بازتاب نور خورشید استفاده می‌کند. این کار باعث می‌شود که این بادبان‌ها کارایی بیشتری داشته باشند، زیرا نوارها اجازه می‌دهند تا بادبان از آنچه که به نام پرتو الکترونوری نامیده می‌شود، استفاده کند.
ضمن اینکه این بادبان‌ها نیازی به تغییر زاویه مداوم ندارند و می‌توانند با قرار گرفتن در یک زاویه مناسب نور را به جهت‌های دلخواه بازتاب نمایند.
گراور سوارتزلندر (Grover Swartzlander) از مؤسسه فناوری روچستر این طرح را به ناسا ارائه داده است.

۱۸- سپر خورشیدی

۱۸ فناوری جدید فضایی که ناسا در آینده به آنها نیاز دارد
شاید جالب توجه‌ترین طرح از میان همه این طرح‌ها پروژه سپر خورشیدی باشد. در این طرح یک فضاپیمای بدون سرنشین با استفاده از یک پوشش بزرگ بازتابنده که پوشش یک سپر خورشیدی و یک مخروط بازتابنده ثانویه از جنس نقره بین سپر حرارتی و فضاپیما برای متفرق کردن تابش مادون قرمز است، به عمق تاج خورشیدی یا همان اتمسفر بیرونی خورشید می‌رود.
طراح ادعا می‌کند که این ساختار اجازه می‌دهد یک کاوشگر تا شعاع خورشیدی ۶۹۵ هزار کیلومتر به خورشید نزدیک شود که هشت برابر نزدیک‌تر از کاوشگر خورشیدی پارکر خواهد بود.
 داگ ویلارد از مرکز فضایی کندی ناسا واقع در کیپ کاناورال فلوریدا این طراحی را انجام داده است.

فناوری‌های نوین |

نظر شما
اخبار مرتبط

فناوری جدیدی برای حل مشکلات بزرگ ماهواره‌های کوچک

1397/12/14
ماهواره‌های مکعبی به بازیگرهای مهمی در عرصه اکتشافات فضایی بدل شده‌اند. ابعاد کوچک و هزینه پایین آن‌ها را به گزینه‌ای محبوب برای فعالان تجاری در سال‌های اخیر تبدیل کرده است؛ اما فرایند ساخت...

استفاده از فناوری فضایی برای رفع مشکلات در کشور حائز اهمیت است

1397/12/26
رییس پژوهشگاه فضایی ایران، با تاکید بر جوانگرایی در بدنه مدیریتی پژوهشگاه، گفت: «ما با رویکرد جوان‌باوری و جوانگرایی، تغییراتی را در حوزه مدیریتی پژوهشگاه ایجاد کرده‌ایم که نتایج بسیار خوبی...

پربازدیدکننده ترین خبر

پرتاب ناموفق یک ماهواره چینی از سری ماهواره‌های مرموز یائوگان

چینی‌ها تلاشی ناموفق برای پرتاب یک ماهواره‌ دیگر از سری یائوگان (yaogan) به فضا داشتند. این ماهواره یائوگان-۳۳ (yaogan-33) نام داشت و مانند دیگر ماهواره‌های سری یائوگان ماهواره‌‌ای سنجش‌ از دور، نظامی و با اهدافی نامشخص بود. تا کنون ۳۳ مورد از این سری ماهواره‌ها از سال ۲۰۰۶ ساخته و به فضا پرتاب شده‌اند. چینی‌ها این ماهواره‌ها را یا به رادار‌های روزنه مصنوعی مجهز کرده‌اند یا به دوبین‌های سنجشی نوری قدرتمند. شواهد نشان می‌دهد که چینی‌ها قصد دارند ماهواره‌های یائوگان بیشتری به فضا بفرستند. چینی‌ها تاکنون هیچ گونه اطلاعات دقیقی در مورد وزن، طول عمر و تجهیزات این ماهواره‌ها ارائه نداده‌اند. اما با توجه به این که همه این ماهواره‌ها یا به مدار لئو یا یه مدار خورشید آهنگ فرستاده شده‌اند و ماهواره‌بر لانگ مارچ-۴سی (Longmarch-4C) که حامل اصلی این ماهواره‌ها به فضا است ظرفیتی به ترتیب ۴۲۰۰ کیلوگرم و ۲۸۰۰ کیلوگرم به مدارهای لئو و خورشید-آهنگ دارد میتوان حدود وزن آن‌ها را حدس زد. پرتاب این ماهواره پنجشنبه ۲۳ می (۲ خرداد) ساعت ۶:۴۵ به وقت محلی (۳:۱۵ به وقت ایران) از پایگاه فضایی تای‌یوان انجام شد که ناموفق بود و ماهواره‌بر موفق نشد ماهواره‌ خود را در مدار قرار دهد.