10 pazze soluzioni ai problemi di spazio

Niente è più deprimente che assumere che l'uomo sarà per sempre confinato in una sola, piccola roccia chiamata Terra. Eppure, mentre tentiamo di espandere il nostro impero umano nelle profondità dello spazio, incontriamo una moltitudine di problemi che minacciano i nostri piani di diventare una civiltà veramente avanzata. Fortunatamente, la nostra innovazione non conosce limiti e la nostra curiosità è spesso premiata con le soluzioni più improbabili.

10 campi di forza per proteggere gli astronauti dalle radiazioni

Nel 2008, gli scienziati del Rutherford Appleton Laboratory del Regno Unito hanno sviluppato un campo di lavoro che protegge le particelle killer dal Sole. Uno strumento di guerra nei film spaziali, l'applicazione pratica dei campi di forza reali è molto meno affascinante, anche se molto più importante, perché proteggerebbe gli astronauti dal cancro. Inoltre, sostituirebbe i materiali di schermatura convenzionali, che sono pesanti e incidono sulla capacità di carico utile di una navetta.

Equipaggiato attorno a un minuscolo modello, la "mini-magnetosfera" è stata in grado di deviare la maggior parte delle radiazioni solari dannose dagli astronauti che si troverebbero in una vera nave. Il prototipo funziona creando un campo magnetico simile a quello attorno alla Terra, ed è incredibilmente potente perché la radiazione solare è già carica, quindi rimbalza semplicemente sullo scudo invisibile. Una versione ingrandita potrebbe salvare vite umane in caso di eruzione di una scarica solare e le versioni future potrebbero persino essere in grado di deviare i laser.

Mentre questa tecnologia sarebbe utile per il nostro inevitabile primo volo su Marte, richiederebbe enormi quantità di energia per alimentare in un viaggio di 58 milioni di chilometri (36 milioni di miglia).

9Flowering Solar Power Stations In Orbit

Il Giappone affamato di energia potrebbe presto affrontare una crisi mentre il paese densamente popolato utilizza enormi quantità di energia per far funzionare i propri elettrodomestici e trasformare i robot. La nazione estremamente soggetta a terremoti è cauta nei confronti del nucleare, visto il recente disastro di Fukushima. Inoltre, non c'è molta terra vuota da sviluppare in stazioni solari in un paese più piccolo della California, ma più di tre volte più popoloso.

Fortunatamente, la Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) ha una soluzione letteralmente extraterrestre che potrebbe ridurre la dipendenza dalle risorse globali: Riflettori giganti in orbita geosincrona attorno alla Terra. Questi specchi giganti focalizzano l'energia del Sole sui ricevitori, anche in orbita, e quindi la potenza immagazzinata da miliardi e miliardi di piccole antenne recettoriali viene trasmessa sulla Terra sotto forma di radiazione a microonde.

Questa tecnologia colmerebbe oltre 100 anni di innovazione, dalle teorie di Tesla sulla trasmissione di energia wireless nei primi anni del 1900 all'introduzione della cella fotovoltaica 60 anni fa. Spostare un'installazione di questo tipo in orbita sembra la progressione logica, dal momento che le celle solari sono drammaticamente più efficaci quando non sono ostacolate dalla nostra atmosfera. Tuttavia, costruire una stazione solare orbitante presenta a JAXA complicazioni logistiche senza precedenti, quindi un modello funzionante è a circa 25 anni di distanza.

8Uso di vele da sole invece di carburante o motori

Il Sunjammer può inaugurare una nuova forma di viaggio spaziale. I combustibili chimici sono costosi e ingombranti, ma il Sunjammer potrebbe attingere a una fonte di energia illimitata per alimentare se stesso - e il futuro - attraverso il cosmo.

Un matrimonio tra tecnologia all'avanguardia e metodi di trasporto arcaici, il Sunjammer è una vela gigantesca. Con una superficie di 1.210 metri quadrati (13.000 ft), è in grado di raccogliere i venti solari basandosi sullo stesso concetto fondamentale che gli antichi esploravano sulla Terra migliaia di anni fa.

Previsto per il lancio a novembre 2014 a bordo di un razzo Falcon 9, la vela si spiegherà una volta schierata dalla sua imbarcazione madre e servirà come stazione meteorologica espansiva, osservando l'attività solare. Il suo movimento dipende dai fotoni in arrivo dal Sole, che a loro volta esercitano una pressione nonostante le loro ridotte dimensioni. La vela avrebbe usato questo slancio per spingere se stessa, insieme a qualsiasi nave ad essa collegata, senza bisogno di motore o carburante.

Il Sunjammer stesso sarà guidato semplicemente dalle forze esercitate su di esso dalle particelle solari, anche se le versioni future saranno guidate da laser orbitanti, in grado di produrre picchi di potenza molto più concentrati. Centinaia di anni nel futuro, una gigantesca vela di dimensioni texane, apposta su un'imbarcazione spaziale, potrebbe consentirci di raggiungere i sistemi stellari vicini entro pochi secoli (il più vicino è a 4,3 anni luce di distanza).

7Colonize The Moon invece di Mars

Nella ricerca dell'umanità per una seconda casa, Marte sembra il candidato più probabile, eppure colonizzare il nostro vicino relativamente ospitale è un compito di diversi ordini di grandezza più complicato di qualsiasi tentativo precedentemente fatto.

Allora perché preoccuparsi? La Luna si sta dimostrando un'opzione molto più praticabile, dovuta in parte - e ovviamente - alla sua vicinanza alla Terra. La distanza non è l'unica considerazione, tuttavia, poiché le aree di terraformazione della terra marziana sarebbero uno sforzo erculeo dovuto a considerazioni geografiche.

Terraforming the Moon sarebbe molto più gestibile, a causa dell'abbondanza di sistemi di grotte sotterranee e tentacolari creati da antichi flussi di lava.

Una base o una colonia situata al di sotto della crosta lunare potrebbe sequestrarci lontano dal flusso solare, offrendo protezione dalle radiazioni, estremi cambiamenti di temperatura e impatti occasionali che affliggono la superficie. Inoltre, la Luna ha una moltitudine di crateri. E questi potrebbero facilmente essere a cupola, creando un habitat a misura d'uomo dove temperatura, pressione e contenuto di ossigeno possono essere facilmente regolati.

Tute spaziali 6Skin-Tight e Muscle-Simulating

I ricercatori del MIT sperano di sostituire le tute spaziali iconiche e voluminose con un nuovo modello elegante che potrebbe anche essere una tuta da ginnastica Adidas.Gli astronauti del futuro devono essere abbastanza mobili da sollevare rocce e scavare nella terra mentre esplorano le superfici planetarie.

Le tute spaziali attuali limitano il movimento, e le poche volte che gli umani hanno calpestato una superficie extraterrestre erano meno che agili. La versione del MIT della tuta spaziale è un unitard avvolgente che agisce come un ulteriore muro di muscoli avvolti all'interno del seme che può contrarre e integrare i movimenti del corpo degli astronauti.

Ancora più importante, le bobine esercitano anche pressurizzazione della tuta, sostituendo la tecnologia attuale che gonfia i vestiti di oggi con il gas, proprio come un pallone. Senza la necessità di un compartimento pressurizzato che protegga gli astronauti dal vicino spazio vuoto, le tute del futuro non devono più essere ingombranti e grandi.

Il materiale risponde al calore corporeo di chi lo indossa e "si spegne" quando non è in uso. E le bobine stesse sono realizzate in una lega a memoria di forma in nichel e titanio, un materiale elastico e flessibile che "ricorda" e può convertire in forme precedenti. Quindi gli astronauti possono rapidamente toglierselo o indossarlo. Inoltre, non sembra mezzo male.

5Inserire gli embrioni nello spazio anziché negli adulti

Probabilmente la soluzione più folle al problema dei viaggi spaziali estesi, Project Icarus suggerisce di inviare embrioni al posto degli astronauti. Mentre alla fine ci espandiamo nell'universo, la durata dei nostri viaggi coinciderà rapidamente o supererà la durata della vita funzionale di un essere umano.

Le "navi dormienti" o "navi sommerse" fungerebbero da giganteschi congelatori che trasportano masse di embrioni attraverso lo spazio, per colonizzare esopianeti lontani e possibilmente - secondo Icarus - riavviare la razza umana, se mai dovesse sorgere una tale necessità. Ciò potrebbe attenuare diversi problemi: la nave non deve essere eccessivamente veloce, gli embrioni potrebbero essere facilmente protetti dalle radiazioni, e si evita di mandare degli adulti che non avrebbero altro da fare se non i loro pollici. All'arrivo, gli embrioni sarebbero stati incubati in uteri artificiali.

Ovviamente, questa idea è abbastanza fantastica e non viene perseguita dalle principali agenzie spaziali, ma è una considerazione interessante per il futuro lontano, anche con la batteria di potenziali svantaggi a tale disposizione. In particolare, l'allevamento dei bambini si rivelerebbe problematico.

4Crescita di piante in terreno marziano o lunare per alimenti

Un problema per i coloni spaziali del futuro è il sostentamento. Non è possibile aspettarsi consegne costanti di cibo se l'umanità crea un secondo avamposto nel sistema solare, quindi devono trovare un modo per essere autosufficienti. Come possibile soluzione, un team di scienziati ha tentato, con un successo variabile, di coltivare colture in diversi tipi di terreno extraterrestre.

Il terreno è stato fornito dalla NASA, che raccoglie diversi tipi di suolo dai vulcani qui sulla Terra che imitano la composizione di quelli trovati sulla Luna e su Marte. L'unica differenza tra questi e i terreni nativi trovati sui corpi celesti sono tracce di ammonio e nitrati, che potrebbero aver migliorato la fertilità del suolo.

Il team ha trapiantato una varietà di piantine in questi terreni, tra cui grano, carote, pomodori e senape. Hanno anche piantato diverse specie che convertono l'azoto atmosferico in cibo, poiché le piante richiedono l'azoto come nutrimento.

Hanno scoperto che alcune delle piante prendevano il suolo alieno, anche senza l'aggiunta di sostanze nutritive. Il suolo marziano si rivelò la scelta migliore, mentre i campioni lunari erano i meno ospitali. È interessante notare che le piante marziane andavano anche meglio dei controlli, che venivano coltivati ​​in terreni scavati dai fondi fluviali. Rimangono tuttavia alcune domande, poiché l'introduzione della microgravità potrebbe ulteriormente complicare le cose. La ritenzione idrica potrebbe anche cambiare radicalmente le cose, dal momento che i campioni nello studio sono stati coltivati ​​in vaso.

3Diverting Asteroids Li fondendo con i laser

Gli impatti degli asteroidi sono una preoccupazione urgente. Non siamo stati colpiti da un grande per un po '. E poiché la Terra viene periodicamente colpita da grandi rocce spaziali, un giorno potremmo avere a che fare con la possibilità di annientamento totale.

Bloccare un asteroide a brandelli usando un'enorme bomba non è un'opzione fattibile - l'esplosione creerebbe semplicemente molti pezzi più piccoli che pioverebbero sul nostro pianeta. La soluzione migliore sembra fondere una piccola porzione di asteroide usando un laser orbitale ad alta potenza.

Sono stati proposti diversi sistemi laser, tra cui DE-STAR, che sembra sospettosamente simile ad un'immensa scatola di fiammiferi aperta. Una faccia contiene pannelli solari che concentrano i raggi del sole e la superficie adiacente produce una serie di laser che si fondono in un singolo raggio.

Sorprendentemente, il raggio si concentrerà su un asteroide di 30 metri di diametro da oltre 148 milioni di chilometri (circa 92 milioni di miglia), che è approssimativamente la distanza dalla Terra al Sole. Questo letteralmente darà all'asteroide una nuova coda, e il vomitare di materiale allontanerà la roccia dal nostro pianeta. Un sistema di questa complessità probabilmente non sarà pronto per altri 30-50 anni, dal momento che ogni "lembo" della scatola di fiammiferi dovrebbe avere una lunghezza di circa 10 chilometri (6 mi).

2Sticking Probes To Comets Utilizzando 'Velcro'

Il Jet Propulsion Laboratory della NASA (JPL) sta sviluppando una linea di robot "appiccicosi" con destrezza senza pari. I robot di lemure doppia- ci sono diverse varianti - questi robot hanno diverse applicazioni, ma sono apprezzati per la loro capacità di aggrapparsi apparentemente agli asteroidi.

Contattare un asteroide o una cometa è un'incredibile impresa di coordinazione matematica, ma essere in grado di aggrapparsi a questa roccia spaziale a volontà è un compito senza precedenti. Il Lemur Bot utilizza centinaia di minuscole ancore micro-dorsali che possono afferrare le superfici e quindi staccarle con la stessa facilità, permettendo al robot di procedere alla sua maniera allegra.È fondamentalmente lo stesso principio dietro al velcro.

Le membra agili, coperte di spine del Lemur gli permetteranno di esplorare le superfici delle comete pur restando saldamente attaccate per il tempo necessario a raccogliere i campioni. Questi frammenti di detriti spaziali non hanno letteralmente influenza gravitazionale, quindi persino un forte starnuto potrebbe facilmente mandarli a sbandare nello spazio. Il robot potrebbe anche essere inviato su Marte, dove può usare la sua impugnatura in velcro per scalare il lato dei tubi di lava per raccogliere campioni da analizzare.

1 piante fatte dall'uomo per produrre ossigeno

Gli astronauti tendono a morire abbastanza rapidamente senza ossigeno. Quindi non sarebbe bello se avessimo un modo semplice e low-tech per creare aria respirabile? Julian Melchiorri, uno studente del Royal College of Art, pensa così e ha sviluppato una foglia sintetica che può creare ossigeno.

La foglia del robot contiene cloroplasti, i centri di conversione biologica presenti nelle piante reali. Queste piccole fabbriche di ossigeno sono sospese in una matrice di proteine ​​della seta e convertono CO₂, acqua e luce nell'ossigeno necessario per le persone nello spazio. Non è necessario preoccuparsi degli effetti della microgravità, che possono ostacolare i nostri tentativi di far crescere piante vere nello spazio.

La foglia potrebbe rendere molto più facile la terraformazione delle terre lontane, poiché un sottile rivestimento di questo materiale potrebbe essere applicato ovunque. Ad esempio, potrebbe rivestire muri e soffitti dei nostri futuri habitat spaziali e creare un ambiente vivibile all'interno di qualsiasi struttura chiusa.

L'unica risorsa necessaria è l'acqua, poiché la luce è abbondante e CO₂ è prodotto dagli astronauti tutto il giorno. L'acqua dovrebbe essere abbastanza facile da acquisire, dal momento che la NASA e altre agenzie spaziali hanno già perfezionato le tecniche utilizzate per convertire l'urina in H potabile₂O ancora e ancora.