10 Bláznivé řešení problémů s prostorem

Nic není depresivnější než předpokládat, že člověk bude navždy omezen na jednu malou skálu nazvanou Země. Přestože se pokoušíme rozšířit naše lidské impérium do vesmíru, setkáváme se s řadou problémů, které ohrožují naše plány stát se opravdu vyspělou civilizací. Naštěstí naše inovace nepoznají hranice a naše zvědavost je často odměněna nejnepravděpodobnějšími řešeními.

10Force pole pro ochranu astronauty před zářením

V roce 2008 vědci z britského laboratoře Rutherford Appleton vyvinuli pracovní pole, které chrání proti zabíječským částicím ze Slunce. Přístroj války ve vesmírných filmech, praktická aplikace silových polí v reálném životě je mnohem méně okouzlující - ačkoli mnohem důležitější - protože by chránil astronauty před rakovinou. Navíc by nahradilo konvenční stínící materiály, které jsou těžké a narušují užitečné zatížení raketoplánu.

Vybavena malým modelem, "mini-magnetosféra" dokázala odvrátit většinu škodlivého slunečního záření od astronautů, kteří by byli na skutečné lodi. Prototyp pracuje tak, že vytváří magnetické pole, které je podobné Zemi, a je to neuvěřitelně silné, protože sluneční záření je již nabité, takže se prostě odrazí od neviditelného štítu. Zvětšená verze by mohla zachránit životy v případě výbuchu slunečního záření a budoucí verze mohou dokonce dokázat odrazit lasery.

Zatímco tato technologie by byla užitečná pro náš nevyhnutelný první let na Mars, potřebovalo by to obrovské množství energie na celém 58 milionu kilometru (36 miliónů mi) výletu.

9Používání solární elektrárny v orbitě

Energeticky hladné Japonsko by mohlo brzy čelit krizi, protože hustě obydlená země využívá obrovské množství energie k tomu, aby provozovala své spotřebiče a transformovala roboty. Stát, který je velmi náchylný na zemětřesení, je opatrný vzhledem k nedávné katastrofě ve Fukušimě. Kromě toho neexistuje mnoho prázdných pozemků, které by se rozvinuly do solárních stanic v zemi menším než Kalifornie, ale přes trojnásobný počet obyvatel.

Naštěstí japonská letecká průzkumová agentura (JAXA) má doslova mimozemské řešení, které by mohlo snížit závislost na globálních zdrojích: gigantické reflektory v geosynchronní oběžné dráze kolem Země. Tato obří zrcadla soustředí energii Slunce na přijímače - a to i na oběžné dráze - a poté je uložená energie z miliard a drobných receptorových antén přenášena na Zemi ve formě mikrovlnného záření.

Tato technologie by překlenula inovace v hodnotě přes 100 let, od Teslových teorií o bezdrátovém přenosu energie v časných devadesátých letech až po uvedení fotovoltaické buňky před 60 lety. Přemístění takové instalace na oběžnou dráhu je logickým vývojem, protože sluneční buňky jsou dramaticky efektivnější, když nejsou ovinuty naší atmosférou. Přesto budování oběžné solární stanice představuje JAXA s nebývalými logistickými komplikacemi, takže pracovní model je asi 25 let daleko.

Použití slunečních plachátek namísto paliva nebo motoru

Sunjammer může nastartovat novou formu vesmírného cestování. Chemická paliva jsou drahé a těžkopádné, ale Sunjammer by mohl využít neomezeného zdroje energie, aby mohl sám - a budoucí řemeslo - prostudovat vesmír.

Manželství technologií krvácení a archaických dopravních metod, Sunjammer je obří plachta. S rozlohou 1 200 metrů čtverečních je schopen sklízet sluneční větry tím, že spoléhá na stejnou základní koncepci, kterou používali starci před tisíci lety.

Navržený pro start v listopadu 2014 na palubě rakety Falcon 9, plachta se rozvinou sama, jakmile bude nasazena z jejího mateřského řemesla, a bude sloužit jako expanzivní meteorologická stanice, pozorující sluneční aktivitu. Jeho pohyb závisí na příchozích fotoniích ze Slunce, které samy vyvíjejí tlak navzdory jejich zmenšující se velikosti. Plachta by využila tuto hybnost, aby se sama pohromadě - spolu s lodí připojenou k němu - bez potřeby motoru nebo paliva.

Sunjammer sám bude veden jednoduše silami, které na něj působí sluneční částice, ačkoli budoucí verze budou poháněny obíhajícími lasery, schopnými produkovat mnohem koncentrovanější vlny moci. Stovky let do budoucnosti, obrovská plachta velikosti Texasu - připevněná na vesmírné plavidlo - by nám během několika staletí umožnila dosáhnout sousedních hvězdných systémů (nejbližší je 4,3 světelných let).

7Kolonizujte Měsíc místo Marsu

V lidském hledání druhého domova se Mars zdá být pravděpodobným kandidátem, ale kolonizace našeho relativně pohostinného souseda je úkolem několika řádů mnohem komplikovanějšího, než jakýkoli jiný pokus dříve.

Tak proč se obtěžovat? Měsíc se ukazuje jako mnohem životaschopnější alternativa, částečně - a zjevně - díky blízkosti Země. Vzdálenost není jediným zřetelem na to, že teraformující zorné pole marťanské půdy by byla herkulovní snahou kvůli geografickým úvahám.

Terraformování Měsíce by bylo mnohem zvládnutelné, kvůli množství rozlehlých, podzemních jeskynních systémů vytvořených dávnými proudy lávy.

Základna nebo kolonie, která se nachází pod lunární kůrou, by nás mohla oddělit od slunečního toku, nabízející ochranu před zářením, extrémní posuny teploty a příležitostné nárazy, které postihují povrch. Navíc Měsíc má množství kráterů. A tyto by mohly být snadno klenuté, vytvářet prostředí příznivé pro člověka, kde lze snadno regulovat teplotu, tlak a obsah kyslíku.

6Skin-Tight, svalová-simulující prostorové obleky

MIT vědci doufají, že nahradí ikonické, objemné kosmetické obleky s elegantním novým modelem, který by mohl být i adidas teplákovou soupravou.Budoucí astronauti musí být dostatečně mobilní, aby vykopali kameny a vykopali se v hlíně, když zkoumají planetární povrchy.

Současné kosmické obleky omezují pohyb a několikrát lidé ustoupili na mimozemském povrchu, byli méně než agilní. MIT verze vesmírného obleku je tělo-objímání unitard, který působí jako další stěna svalové cívky jsou zakotveny v obleku, který může kontraktovat a doplnit tělesné pohyby astronautů.

A co je nejdůležitější, cívky také tlačí oblek, nahrazující současnou technologii, která nafukuje dnešní obleky plynem - podobně jako balón. Bez potřeby stlačeného prostoru, který chrání astronauty před téměř prázdným prostorem, budoucí obleky již nemusí být objemné a velké.

Materiál reaguje na teplo těla uživatele a "se vypne", když se nepoužívá. A samotné cívky jsou vyrobeny ze slitiny s pamětí z niklu a titanu - pružný, elastický materiál, který si "pamatuje" a může se obrátit zpět na předchozí tvary. Takže astronauti mohou rychle sundat nebo dát je. Navíc to nevypadá napůl špatně.

5Sendování embryí do prostoru namísto dospělých

Možná nejbláznivější řešení problému rozšířených vesmírných cest, Projekt Icarus navrhuje odesílání embryí místo astronautů. Když se nakonec rozptýlíme do vesmíru, délka našich cest se rychle vyrovná nebo překročí funkční životnost člověka.

"Spáče lodí" nebo "Seed Ships" by působily jako obrovské mrazáky, které přepravují obrovské množství embryí po celém prostoru, kolonizovat vzdálené exoplanety a případně - podle Icarus - restartovat lidskou rasu, kdyby taková potřeba vznikla. To by zmírňovalo několik problémů: Loď nemusí být příliš rychlá, embrya by mohla být snadno chráněna před zářením a vyhýbáte se odesílání dospělých, kteří by neměli nic co dělat, jen se otáčejí palci. Po příjezdu budou embrya inkubovány v umělém lůně.

Je zřejmé, že tato myšlenka je naprosto fantastická a není prováděna velkými vesmírnými agenturami, ale je to zajímavá úvaha pro dalekou budoucnost, a to i s doprovodnou baterií potenciálních nevýhod pro takové uspořádání. Nejvíce pozoruhodně by se výchova dětí ukázala jako problematická.

4Pěstování rostlin v marťanské nebo lunární půdě pro potraviny

Jeden problém pro budoucí vesmírné kolonisty je výživa. Není možné očekávat konstantní dodávky potravin, pokud lidstvo vybere druhou základnu v solární soustavě, a proto musí najít způsob, jak být soběstačný. Jako možné řešení se tým vědců pokoušel - s různým úspěchem - pěstovat plodiny v různých typech mimozemské půdy.

Půda byla dodána NASA, která shromažďuje na Zemi různé druhy půdy ze sopky, které napodobují složení těch, které se nacházejí na Měsíci a na Marsu. Jediný rozdíl mezi těmito a přirozenými půdami nalezenými na nebeských tělech jsou stopy amoniaku a dusičnanů, které by mohly zlepšit plodnost půdy.

Tým přenesl do těchto půd řadu sazenic, včetně pšenice, mrkve, rajčat a hořčice. Oni také vysázeli několik druhů, které by přeměňovaly atmosférický dusík na jídlo, protože rostliny vyžadují dusík jako výživu.

Zjistili, že některé rostliny se dostaly do cizích půd, a to i bez přídavku živin. Marťanská půda se ukázala jako nejlepší volba, zatímco měsíční vzorky byly nejméně pohostinné. Zajímavé je, že marťanské rostliny vedly ještě lépe než kontrolní jednotky, které byly pěstovány v půdách vysušených z dna řeky. Několik otázek však zůstává, protože zavedení mikrogravitace by mohlo ještě více komplikovat záležitosti. Zadržování vody by také mohlo radikálně změnit věci, protože vzorky ve studii byly pěstovány v květináčích.

3Diverting asteroidů jejich tavením pomocí laserů

Dopady asteroidů jsou naléhavým problémem. Na chvíli jsme nebyli zasaženi velkým. A protože Země je pravidelně zabíjena velkými vesmírnými kameny, možná budeme muset jednat s možností úplného zničení jednoho dne.

Vybuchování asteroidu k drcení pomocí obrovské bomby není možná alternativa - výbuch by prostě vytvořil mnoho menších kousků, které by dopadaly po naší planetě. Nejlepším řešením je to, že roztaví malý okraj asteroidu pomocí vysoce výkonného orbitálního laseru.

Bylo navrženo několik různých laserových systémů, včetně DE-STAR, které vypadají podezřele jako obrovský otevřený zápas. Jedna strana obsahuje sluneční panely, které soustřeďují paprsky Slunce a přilehlý povrch vytváří řadu laserů, které se spojují do jediného paprsku.

Úžasně se paprsek zaměří na plochu asteroidu o průměru 30 metrů (100 ft) od více než 148 milionů kilometrů, což je přibližně vzdálenost od Země k slunci. To doslova dává asteroidu zbrusu nový ocas a výpal materiálu odkloní kámen pryč od naší planety. Systém této složitosti pravděpodobně nebude připraven na dalších 30-50 let, protože každá "klapka" zápasového svazku by měla mít délku téměř 10 kilometrů (6 mil).

2Sticky sondy pro komety pomocí "suchého zipu"

Laboratoř Jet Propulsion Laboratory (JPL) společnosti NASA vyvíjí řadu "robustních" robotů s nesrovnatelnou obratností. Daboval Lemur Bots - existuje několik variant - tito roboti mají několik aplikací, ale jsou ceněni kvůli své schopnosti údajně zapadnout na asteroidy.

Kontaktování asteroidu nebo komety je neuvěřitelným výkonem matematické koordinace, přesto je schopnost uchopit a uvolnit takovou vesmírnou skálu podle přání bezprecedentní úlohou. Lemur Bot používá stovky drobných kotviček, které dokážou uchopit povrchy a pak se snadno oddělí, což umožní botovi jít na jeho veselou cestu.V podstatě je to stejný princip za suchý zip.

Lemur je agilní, pokryté končetiny končetiny dovolí to prozkoumat povrchy komet, zatímco zůstane bezpečně připojen dost dlouho na shromažďování vzorků. Tyto kusy kosmického odpadu doslova nemají žádný gravitační vliv, a tak i silné kýchání by je mohlo snadno poslat do kontaktu s prostorem. Robot mohl být také poslán na Mars, kde může používat rukojeť na suchý zip, aby zvětšila boční stranu lávových trubek a shromáždila vzorky pro analýzu.

1Výrobky vyrobené k výrobě kyslíku

Astronauti mají tendenci zemřít velmi rychle bez kyslíku. Takže by nebylo hezké, kdybychom měli snadný, nízkofrekvenční způsob, jak vytvořit prodyšný vzduch? Julian Melchiorri, student na Royal College of Art, si to myslí a vyvinul syntetický list, který dokáže vytvořit kyslík.

List robotu obsahuje chloroplasty, biologické konverzní centra nacházející se v reálných rostlinách. Tyto malé kyslíkové továrny jsou suspendovány v matrici z hedvábných bílkovin a převáděny CO₂, voda a světlo do potřebného kyslíku pro lidi ve vesmíru. Není třeba se obávat účinků mikrogravitace, které mohou bránit našim pokusům o růst skutečných rostlin v prostoru.

List by mohl dělat teraforming vzdálené země mnohem jednodušší, jak tenký povlak tohoto materiálu mohl být aplikován kdekoli. Mohlo by například napravit stěny a stropy našich budoucích vesmírných stanovišť a vytvořit živé prostředí v uzavřené struktuře.

Jediným nezbytným zdrojem je voda, světlo je bohaté a CO₂ je astronauti vyrábět nepřetržitě. Voda by měla být dostatečně snadná k získání, neboť NASA a další kosmické agentury již zdokonalily techniky používané k přeměně moči na pitnou vodu₂O znovu a znovu.