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组图:美宇航局400万悬赏“异想天开”

2006-01-10 05:30 桌面版 正體 0
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曾参与“阿波罗”登月计划的美国科学家爱德华兹提出太空“天梯”概念。


喷雾式概念太空衣。


用以探测火星的气球。

美国宇航局特设智囊机构资助新奇点子,每年预算高达400万美元

假设身高仅10厘米的机器人却能帮你完成星球探索的宏伟梦想;假设在外星球恶劣环境下成长起来的转基因作物搬上你家的餐桌;假设浩瀚太空中“针孔”照相机的视野中出现了属于你的那颗星;假设你在卫星和月球表面之间架起的“天梯”里欣赏太空奇景……这些新奇的点子听上去匪夷所思,像是科幻小说中的情节,考验着你所有的想像力。而它们却都是在美国宇航局(NASA)支持下的重要研究课题 

本报综合报道 为鼓励新奇大胆、对太空研究有帮助的科学项目,NASA特意设立了前瞻性独立智囊机构“先进理念研究所”(NIAC)。该组织的理念是:鼓励异想天开,即便是你的研究项目目前处于实验阶段,或仅仅存在于想象中。

“NIAC 创立的目的就是为了鼓励超出NASA目前研究范围的新的、革命性的概念。研究所正在寻求宏大的想法和前景。这些宏大想法可能催生新科技。我们明确表明,这种概念并不必是在目前的技术层面上可操作的,也不必被现代科学完全理解。”NIAC所长罗伯特·卡萨诺瓦这样来形容NIAC的“异想天开”。据悉, NIAC每年预算高达400万美元。

去年10月,NIAC在美国科罗拉多州举行了第7届年度会议。科学家们听取了去年所资助项目的进展情况。

北卡罗来纳州立大学微生物学家埃米·格伦登是在其他行星上种植转基因作物的提案人。她的灵感来自于在地球极恶劣环境下生存的微生物。“从目前掌握的生物化学和生理学知识,我们可以找到为这些微生物提供变体的确切基因。我们为何不将这些基因植入其他植物,比如黑麦,帮助它们对抗恶劣环境?”如果格伦登教授的想法成真,执行长期任务的宇航员就能轻松上阵,只需携带种子,而非体积和重量大好多倍的粮食去太空遨游了。

新墨西哥州矿业和理工学院研究人员佩内洛普·波士顿和麻省理工学院专门研究太空机器人的史蒂文·杜博夫斯基将目光投向了太空探索。他们试图用自己的研究将人类探索太空的能力拉升一大截 ---将成千上万个10厘米宽的球形机器人散布在行星表面。这些由燃料电池驱动的小型机器人十分灵活,可通过弹跳、滚动等多种运动方式,到达科学家们感兴趣的崎岖地带。由于活动范围大,科学家们汇总他们提供的信息后,还能绘制完整反映地貌的行星地图。更神奇的是,每个机器人还可随意定制,比如安上照相机、探测器、分光计等,为太空探索提供更为完善的信息。

麻省理工学院研究人员达瓦·纽曼提出的“生物太空服”引起了各界媒体的广泛关注:“穿上这种新太空服,就像穿上紧身潜水衣一样,还可以在星球表面轻松弹跳,而不用像现在穿着臃肿的太空服,还得背着笨重的气袋。”

谈到最新一轮的提案征集时,NIAC所长卡萨诺瓦说道:“NIAC希望通过征集奇思妙想以激发人们的想像力。我们正努力激励美国的天才们发现不同的做事方法。”(张婧婧)

新闻背景

新概念要过两道关

NIAC旨在推动太空技术飞跃

NIAC是美国宇航局(NASA)旗下的独立研究机构,旨在推动太空技术的发展。始创于1998年,位于美国佐治亚州的亚特兰大市。所长罗伯特·卡萨诺瓦是一位航天工程师,此前效力于佐治亚技术研究所。

在官方网站上,NIAC这样介绍自己---NIAC寻求能给NASA发展和使命带来巨大影响的革命性太空概念。NIAC鼓励提案者提出超越现阶段航天系统的新概念;NIAC寻求建立在合理科学原理基础上、在10到40年的时间框架内可达成的、能延升想像力的前瞻性观念。卡萨诺瓦曾这样说过:“我们要的不是改良,而是跨越式的想法。”

NIAC通常分两阶段赞助研究,每年在第一阶段约有12项研究合同。2006年第一阶段提案的最后截止时间为2月 13日午夜,获赞助者名单将于4月或5月宣布。NIAC鼓励通过互联网提交议案。截至目前,已有数十名研究人员提交了方案。NIAC专门聘用了一个科学技术专家团评审议案。

被选为第一阶段合同的议案通常获得价值7.5万美元、为期六个月的研究合同,以验证概念的可行性并找出必须克服的困难。第一阶段研究成本、性能、研发时间及技术等可行性指标,具有前景的概念将在第二阶段深入研究。第二阶段研究周期长达两年,并能获得40万美元的研究资金。

在1998年NIAC第一轮资助中,华盛顿大学的空间物理学家罗伯特·威格利就以他的微磁球等离子推进概念(M2P2)中选。

以这个概念,从地球去冥王星一趟只需要6年,而不是像现在的技术需要10年。NASA的首席技术顾问穆雷·赫辛贝恩也承认,M2P2项目让NASA开了眼界。

此外,从2005年起,NIAC开始向在校“有创造力和革新精神”的大学生提供奖学金。

资助案例

六大奇思妙想:从“天梯”到纳米工厂

NIAC 在其成立近8年的时间内,先后资助过数十个研究项目。此前媒体广泛报道的“天梯”也是NIAC资助的项目之一。按照美国科学家布拉德利·爱德华兹的设想,在运行于月球太空轨道上的同步卫星和月球表面间建立一个“升降机”,“升降机”由人造复合纤维缆绳拴住,卫星则好像飘荡在太空中的风筝。

1 喷雾式太空衣

提案人:麻省理工学院航天工程学教授达瓦·纽曼。

解决问题:NASA现有宇航服重达136公斤,宇航员穿着在火星上行走几乎是不可能的事情。

预期目标:由特殊仪器喷射出的光纤粗细的聚合物凝固而成,可紧密贴近宇航员身体,且不增加负重,轻薄如同人的“第二层皮肤”。新型太空衣能够由埋在光纤中的体温控制系统、附设的缝合接口甚至人造“外骨骼”加以调节,伸缩延展。宇航员甚至可以在星球表面弹跳。

2 纳米飞船配件

提案人:纳米技术责任研究中心科学家克里斯·菲尼克斯。

解决问题:太空飞船配件庞大且易磨损。

预期目标:操纵单个原子与分子,设计出只有分子大小的机器、先进的电子装置以及“智能”材料。配件十分牢固,不影响设计的情况下体积能够达到仅有一个原子大小;表面超级光滑,无须打磨或润滑,长时间运行也不会磨损。

3 核动力机器人

提案人:美国空间技术工程公司马太·格雷厄姆。

解决问题:阻止域外星体撞击地球。

预期目标:研制出一大批核动力机器人,由它们共同钻进陨石内部,用极大的力量把其抛到不会威胁地球安全的轨道上。

4 火星探测气球

提案人:美国“全球航空公司”。它还是“勇气”号和“机遇”号机械零件的主要供应商,参与了火星车发射前在地球上进行的各种模拟试验工作。

解决问题:目前人造探测卫星在火星轨道上的运行速度快且离火星表面遥远,因此不能为研究火星表面物质提供详实的参考资料:“勇气”号和“机遇”号火星车虽然接触到火星表面,但移动速度太慢且活动范围有限,因此它们不能为科学家大范围研究火星表面物质提供便利。

预期目标:设计并制造气球用的导航系统和所需携带的探测传感器等装置。

气球的飞行高度和速度适中,无需消耗大量燃料就能在火星表面大范围移动,是观测、研究火星表面物质的最佳工具。

5 月球运送天梯

提案人:美国科学家布拉德利·爱德华兹博士,曾参与NASA“阿波罗”登月计划和美国国防部“星球大战”计划。

解决问题:目前执行卫星和月球表面运送任务的是宇航员,费时费力。

预期目标:在运行于月球太空轨道上的同步卫星和月球表面间建立一个“升降机”,“升降机”由人造复合纤维缆绳拴住,卫星则好像飘荡在太空中的风筝。满载物资和补给的缆车可顺“天梯”

缆绳从天际中垂直落下,降落在月球的某一地点,宇航员可轻松到达月球表面任何角落,寻找地下的固态水。

6 新世界成像仪

提案人:美国科罗拉多大学研究人员韦伯斯特·卡什。

解决问题:拍摄太阳系外行星的照片非常困难,因为这些星球散发的光线因恒星光照的干扰而模糊不清。

预期目标:在太空架起一个庞大的“针孔照相机”,即类似于“太阳镜”的星光过滤器和收集器。“太阳镜”架在距收集器20万公里处,直径1公里,中心处有一个直径10米的圆孔,用以过滤干扰光线。

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