美国宇航局准备深入研究未来太空技术

北京时间3月8日消息，美国宇航局选择了16项未来太空技术概念，准备进行深入研究。

据悉，美国宇航局已批准了“NASA创新先进概念（NIAC）”项目的资金申请，美国宇航局选择了16项未来太空技术，如下：

1、月球柔性膜悬浮铁道（FLOAT）

该项目希望建造月球第一个铁道系统，它将提供安全可靠、自动高效的运输方式，可实现有效载荷在月球表面上运输。

为实现以上运输需求，需要在月球表面建造柔性膜悬浮铁道（FLOAT），由太阳光线照射供电，其轨道网络可以卷起或者重新部署，适应不断变化的月球基地任务。

2、传感功能独立微型游泳机器人（SWIM）

为了抵达这些地外海洋世界，美国宇航局正在开发“探索木卫二地下海洋（SESAME）”等级的热机械钻探机器人。

SWIM系统包括厘米等级、3D打印可游泳的微型机器人，装配微电子系统（MEMS）传感器，由微型致动器驱动，采用超声波无线遥控。

3、被动扩展偶极子阵列月球探测仪（PEDALS）

被动扩展偶极子阵列月球探测仪（PEDALS），可以从不同的空间位置测量广泛而连续的深度范围，这是之前探地雷达装置无法实现的，未来可以在各种月球勘测任务中使用。

4、太阳系驿马快信系统

太阳系驿马快信系统使用光学通信，每年至少接收一次测量系统1-3千万亿字节的数据，之后卫星将朝向地球方向运行，近距离快速传输数据，可以作为深空网络的扩展和人类探索后勤网络的先驱。

5、支持早期地外行星着陆及操作的风化层自适应修正系统

“风化层自适应修正系统（RAMs）”是为选择性加固和融合月球表面天然材料而设计的，适合在早期着陆时支持部署工作，但也可以用于月球和火星定居点建成后进行更成熟的建设活动，还提供额外的地下风化层稳定剂，提供了额外的承载能力。

6、通过SCATTER探索天王星

“发射电磁辐射持续立方体卫星勘测活动（SCATTER）”可使飞船在前往天王星的长时间深空任务中间歇性部署探测器，使科学家通过单个探索任务来增强科学测量，例如：磁场梯度，从而更好地了解天王星这颗冰巨星，该行星是太阳系内很少被勘测的行星之一。

7、电弧烧蚀开采的就地资源利用

一个运行良好的采矿系统应当包括水资源开采和收集，同时也应该尽可能多地采集其他当地材料。使用电弧烧蚀表面材料会产生自由电离粒子，通过电磁场输送到相关的收集器，每种材料类型的收集器，可以并行使用能为人类太空探索活动提供多样化、高效率和广泛覆盖的原位资源利用。

8、部署千米等级的太空结构

旋转太空基地产生的人造重力会对人体造成诸多不良反应，为了在1-2RPM（每分钟转数）的转速下产生接近1g的人造重力环境，需要一种千米等级的太空结构。

为了解决该问题，研究将利用机械超材料取得的最新进展，设计一种轻质量部署结构，膨胀率达到150倍以上。可部署在猎鹰重型火箭整流罩中，在太空轨道上进行伸展，达到长度1千米以上的最终尺寸，而不需要复杂的在轨组装或者制造，适用于类似“月球轨道空间站”的概念设计，1千米以上等级的可扩展结构将成为大型旋转太空站主干部分。

9、自主深井钻孔机器人

自给自足的机器人可以自动在钻井上下移动，这些机器人被称为“钻井机器人（borebots）”，长度大约1米。

钻井机器人由探测器面板上简单线性致动器移动到指定位置的管子中进行部署，钻孔机器人在每次勘测中会钻探150毫米深，然后将冰芯分离出来，通过钻孔向上移动将其带到表面。

10、适用太阳系目标拦截及样本采集的航天推进器（采用紧密、超功率高密度放射性电池）

放射性同位素电子推进器，由新型可充电原子电池（CAB）提供动力，采用该推进器的航天器飞行速度很快，能够勘测太阳系外天体，并收集样本，并在10年之内返回地球。

样本采集数据和星际天体数据可能从根本上改变我们对宇宙以及地球所在位置的认知观点，在过去3年里，有两颗太阳系外天体（Oumuamua和C/2019 Q4）已经穿越太阳系，我们必须做好准备勘测下一个进入太阳系的系外天体。

11、轻量级太阳帆（APPLE）

轻量级太阳帆是一种能在低质量、快速运行的太空平台上执行深太阳系任务的架构，能适用完成最新太空探索任务，新太阳帆飞行速度快，并能抵达太阳系远端。

12、使用原位推进剂返回土卫六样本

利用土卫六表面物质制成挥发性推进剂，将实现对行星科学、天体生物学和理解生命起源的巨大科学价值的回归，同时，这比其他样本返回任务（距离大小和能量等级）的难度大一个数量等级。

13、洞穴机器人：在火星洞穴中执行移动操作任务的小型机器人

该项目目标是开发一种任务架构，其中包括一个远程爬行机器人、锚定位置的机器人，它可以使用延伸吊杆进行移动操作，在行星洞穴复杂地形中探索采样，尤其适用于执行火星探索任务，这款机器人被命名为“洞穴机器人”，使用可伸缩吊杆作为操作臂，是一种高度可重构机械装置。

据悉，该机器人设计汇集了美国斯坦福大学自主机器人、机器人操作、机械设计、仿生抓取和地质行星科学领域的跨学科专家团队。

14、“远视天文台”：原地制造月球远端射电天文台

该项目将进行远端对接的系统级研究，研究如何在月球远端利用风化层材料建立一个庞大的低频（5-40兆赫兹）射电天文台，它被称为“远视天文台”，将利用原地制造技术，并有时采用地球上进行的系统升级，通常情况下该天文台会长期使用，它与地球发射的完整天线阵任务相比，其成本更低、使用寿命更长。

开发月球表面基础设施（电力系统、能量存储系统、空间制造资产、空间采矿资产），从而实现未来月球表面科学和商业任务，从风化层加工活动中提取和提炼氧气和金属，用于未来月球前哨基地和其他空间制造，以及人类在月球表面和航天活动。

15、通过小行星播种真菌来为太空栖息地创造土壤

任何大型、长期的太空栖息地都需要自己种植大部分食物和回收营养物，科学家拟议的一个太空栖息地设计是旋转的圆柱体，从而创造出人造重力，最多可容纳8000人，用于小行星采矿、空间制造和研究等目的，该栖息地是为了实现食物充足，同时具备绿色空间，既支持宇航员的心理健康，又能作为生命支持系统的一部分。

16、光线反射镜

光线反射镜是一个在月球表面发电和分配能量的新概念，它利用卡塞格伦光学望远镜作为主要手段来捕捉、集中和聚焦太阳光线，随后，使用菲涅尔透镜校准光线，并在1公里或者更远的距离向多个终端用户分布。重新定向和集中太阳能，然后向终端用户分布，使用小型光伏阵列（2-4米直径）转换成电能，该装置可以安装在太空栖息地，将太阳能转化为电能。

责任编辑：lq6