NASA-Experten haben eine Liste von 22 "verrückten" Weltraumforschungsprojekten genehmigt, deren Autoren Techniken zur "Besiedlung" des Marsbodens, einen Laser-, thermonuklearen und Trägheitsmotor für Raumschiffe und einen verfolgten Marsrover zur Eroberung der Venus entwickeln, berichtet die Website der Agentur.
„Der diesjährige NIAC-Wettbewerb und alle Kandidaten, die daran teilgenommen haben, waren großartig. Wir freuen uns darauf, wie jedes dieser Projekte die Art und Weise, wie wir das Universum erkunden, verändern und erweitern wird “, sagte Jason Derleth, NIAC-Programmmanager bei der NASA.
Alle paar Jahre veranstaltet die NASA den NIAC-Innovationswettbewerb, bei dem die Spezialisten der Agentur die gewagtesten, bizarrsten und vielversprechendsten Ideen für die Untersuchung des nahen und tiefen Weltraums sowie der Oberfläche der Planeten des Sonnensystems sammeln und umsetzen. NIAC richtet sich an junge Wissenschaftler - in ihrem Rahmen wählt die NASA jährlich etwa sieben bis zehn äußerst riskante und vielversprechende Weltraumprojekte aus, die von kleinen wissenschaftlichen Teams erfunden wurden, und stellt Ressourcen und Mittel für deren Umsetzung bereit.
Zum Beispiel schlugen JPL-Wissenschaftler 2015 eine Anhaltersonde vor, die auf Asteroiden um das Sonnensystem fliegt, und 2013 schuf ein anderes Wissenschaftlerteam ein venusianisches Segelbootprojekt, das sich unter dem Einfluss seiner Winde entlang der Venus bewegen sollte. …
Zu den Gewinnern des Wettbewerbs gehörten in diesem Jahr nicht nur Neuankömmlinge, die gerade dem NIAC-Programm beigetreten sind, sondern auch ein Dutzend bereits von der NASA genehmigter Projekte, die bei ihrer Umsetzung erhebliche Erfolge erzielt haben. Ersterer erhielt Zuschüsse in Höhe von 125 Tsd. USD, letzterer Zuschüsse in Höhe von 500 Tsd. USD.
Jenseits der Unendlichkeit
Laut NASA waren Neuankömmlinge in diesem Jahr besonders ehrgeizig und ungewöhnlich, selbst für Projekte, die normalerweise bei NIAC landen. Die "Neuankömmlinge" schlugen mehrere Projekte von Raumschiffen vor, Sonden, die "für immer" auf die Oberfläche von Planeten mit geringer Schwerkraft springen können, und vieles mehr.
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Zum Beispiel lassen die Entdeckung erdähnlicher Planeten außerhalb des Sonnensystems und die Enthüllung der Vergangenheit des Mars immer mehr Wissenschaftler über die Möglichkeit nachdenken, andere Welten zu kolonisieren.
Adam Arkin von der University of California in Berkeley und sein Team schlagen vor, ein spezielles Bakterium zu entwickeln, das den mit Perchloraten und anderen toxischen Substanzen gesättigten Marsboden in einen zum Pflanzen geeigneten Boden verwandelt. Um dieses Problem zu lösen, plant Erkins Team, die Genome der beiden zähesten Stämme der Mikrobe Pseudomonas stutzeri zu untersuchen, die Perchlorate "essen" und den Boden mit Stickstoffverbindungen sättigen und sie an das Leben auf dem Mars anpassen können.
Ein Team von John Brophy vom Jet Propulsion Laboratory der NASA schlägt ein Segelraumschiff vor, das von einem Ionenmotor angetrieben wird, und eine riesige Solarbatterie, die von einem Laser auf oder in der Erdumlaufbahn angetrieben wird. Ein solches Design wird, wie vorläufige Berechnungen von Wissenschaftlern zeigen, Pluto in vier Jahren erreichen und in 12 Jahren in die vermeintliche Umlaufbahn des "X" fliegen.
Für den Betrieb ist aufgrund des Vorhandenseins eines Ionenmotors im Segel selbst ein Laser mit einer Leistung von nur 100 Megawatt und nicht 100 Gigawatt erforderlich, wie bei einem einfachen Laser- "Segelboot", wodurch die Kosten für den Start des Schiffes und den Bau des Emitters gesenkt werden.
Heidi Fearn vom Mojave Space Research Institute (USA) bietet eine noch radikalere Option für die Schaffung eines Raumschiffs, das an einer ungewöhnlichen (und bislang umstrittenen) Eigenschaft der Raumzeit arbeitet, die 1896 vom berühmten deutschen Physiker Ernst Mach entdeckt wurde.
Er schlug vor, dass alle Eigenschaften physischer Körper nicht nur von sich selbst und ihrer unmittelbaren Umgebung abhängen, sondern auch von ihrer Position relativ zu allen anderen Objekten im Universum. Diese Eigenschaft kann, wie der amerikanische Physiker James Woodward 1990 gezeigt hat, theoretisch verwendet werden, um ein Raumschiff zu beschleunigen, ohne Kraftstoff zu verbrauchen, indem geladene Objekte zu bestimmten Zeitpunkten angezogen und abgestoßen werden.
Raumschiff auf der Trägheit Motor, Zeichnung vom Autor der Idee. Foto: Heidi Fearn
Da Machs Hypothese und Woodwards Berechnungen der Relativitätstheorie widersprechen, stehen die meisten Physiker der Idee, diesen Effekt zur Erzeugung eines Motors zu verwenden, negativ gegenüber. Dennoch hat die NASA das Projekt von Farn und ihren Kollegen genehmigt, da es in den letzten Jahren zahlreiche Beweise dafür gab, dass solche exotischen Systeme wie der "Mach-Motor" oder EmDrive tatsächlich funktionieren können.
Wenn diese Ideen zutreffen, wird Farns Team zuerst die Mach-Engine auf Erdsatelliten testen und dann damit zum Planeten X oder zum erdnächsten Exoplaneten fliegen, 5-9 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt.
Reise nach Pluto
Die Teilnehmer der zweiten Phase des NIAC schlugen weniger ehrgeizige, aber realistischere Projekte vor - eine thermonukleare Sonde zur Untersuchung von Pluto, einem autonomen Kettenroboter, der auf der Venus überleben kann, ein Segelschiff und eine Weltraumlupe für den Abbau auf Asteroiden.
Ein Team von Wissenschaftlern aus Princeton schlägt vor, den PFRC-Fusionsreaktor, der derzeit an der Universität entwickelt wird, als Motor und Stromquelle für die Sonde und den Lander zu verwenden, um Pluto zu untersuchen. Beide tonnenschweren Geräte können dank der hohen Leistung des Reaktors in nur vier Jahren an den Zwergplaneten geliefert werden. Im Orbit erzeugt die Sonde etwa ein Megawatt Strom, was alle erdenklichen Erkundungen ermöglicht.
Ihre Rivalen im Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickeln eine Maschine, die der gemeinsamen russisch-amerikanischen Mission Venus-D helfen könnte, wenn sie keine politische Genehmigung erhält. Jonathan Sauder und seine Kollegen im Labor entwickeln einen Roboter, der den höllischen Bedingungen auf der Oberfläche der Venus standhält und dort viele Monate lang autonom arbeitet.
Das Geheimnis einer solchen Überlebensfähigkeit wird sein, dass der AREE-Rover fast keine elektronischen Komponenten mehr enthält und in seiner Struktur den "Automaten" von Leonardo Da Vinci ähnelt und nicht den modernen Mars-Rovers und Landemodulen. Laut Wissenschaftlern wird ein solcher hybrider Ansatz es AREE ermöglichen, lange Zeit auf der Venus zu leben und viele wertvolle geologische Informationen zu erhalten. Wie von Wissenschaftlern geplant, wird AREE mit einer Radioisotop-Stromquelle und einem Kettengehäuse ausgestattet, wodurch die Lebensdauer maximiert wird.
Die aktive Sonnensegelmembran hilft Ihnen dabei, ultrahohe Geschwindigkeiten ohne Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Foto: Siegfried Janson
Das private Weltraum-Startup TransAstra und die Aerospace Corporation schlagen zwei ungewöhnliche Sonden vor, mit denen die Kosten für den Start und Betrieb von Raumfahrzeugen gesenkt werden können. Die Ingenieure von TransAstra arbeiten an einem speziellen zweidimensionalen Membranraumschiff, das seine Form ändern kann, um die Menge an Sonnenenergie zu maximieren.
Experten der Aerospace Corporation entwickeln eine Sonde, mit der das Sonnenlicht auf die Oberfläche von Asteroiden fokussiert und mit seiner Energie Mineralien gewonnen werden kann. Beide, so hoffen die NIAC-Mitglieder, werden die Kosten für den Start und den Bau von Raumfahrzeugen und die Erforschung des Weltraums im Allgemeinen senken.
Wie NASA-Experten betonen, sind sowohl der "friedliche Traktor" für Venus als auch andere vom NIAC genehmigte Projekte noch eine Frage der fernen Zukunft - es wird weitere zehn Jahre dauern, bis ihre Entwicklung abgeschlossen ist. Experten der Luft- und Raumfahrtbehörde sind jedoch zuversichtlich, dass das Potenzial aller genehmigten Innovationen zu 100% ausgeschöpft wird.
