Пользователь
0,0
рейтинг
9 июня 2014 в 13:24

NASA в поиске инновационных идей из песочницы


5 Июня NASA опубликовала результаты первого этапа программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) за фискальный год 2014.

Цель NIAC – сбор революционных идей, которые позволят совершить большие скачки в развитии аэрокосмической отрасли.

В результате конкурса были выбраны 12 концептов в том числе 3 работы от Jet Propulsion Laboratory (NASA).

О победителях первого этапа читайте ниже, а сейчас немного о NIAC.

Что такое NIAC


В середине 90-х годов, в штаб-квартире NASA, на базе отдела Аэрокосмических Технологий было принято решение обратиться к людям за пределами агенства для поиска новых идей. Так, в 1998 г. был создан NASA Institute of Advanced Concepts, который существовал до 2007 г. и за 9 лет работы собрал 1309 предложений из которых 168 были поддержаны материально.

В 2008 г. NASA планировала возобновить исследование Луны и рассматривала возможность реанимации NIAC для идейной поддержки своих планов. Но одного желания было мало и Конгресс поручил Национальному Исследовательскому Совету (National Research Council) оценить предыдущую деятельность и дать рекомендации по улучшению эффективности работы NIAC.
Исследовательский отчет последовал в 2009 г. и содержал с одной стороны крайне положительные характеристики, рекомендации создания подобного института, с другой стороны – несколько предложений по оптимизации структуры.

В 2010 г. NIAC был возрожден, но он более не являлся отдельным институтом, а представлял из себя часть Программы Космических Технологий NASA.

В настоящее время программа NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) остается частью Space Technology Mission Directorate (STMD) и продолжает аккумулировать инновационные идеи которые могут однажды изменить границы возможного.

Общая структура программы

Каждый год программа открывает свои виртуальные двери всем желающим, при этом финансирование от NASA могут получить только резиденты США.
Агрегирование идей осуществляется при помощи:
NASA Solicitation and Proposal Integrated Review and Evaluation System (NSPIRES)

NIAC состоит из двух фаз:
Фаза 1 длится 9 месяцев и состоит из двух частей.
Часть А представляет из себя сбор кратких описаний проектов соответствующих требованиям программы и отбор самых многообещающих из них для более подробного рассмотрения в части Б.
Финалисты Части Б получают финансирование в размере 100,000$ на дальнейшие исследования.

Фаза 2 длится 2 года и доступна только тем кто создал или развил свой концепт на основе исследований в Фазе 1.
Работы в Фазе 2 подвергаются жесткой фильтрации в соответствии с установленными критериями.
NASA выделяет победителям Фазы 2 по 500,000$ на более глубокие исследования.

Немного статистики

Пироги ниже показывают разбивку наград и сумм инвестиций на получателей за период 2011-2013гг.
А в таблице есть еще и разбивка на фазы и фискальные года.

Academia — идеи от представителей научных учреждений.
NASA — идеи от сотрудников NASA (напримет Jet Propulsion Laboratory)
Industry/Other — иные организации/частные лица.

Статистика из Публикации Nasa Innovative Advanced Concepts

Фаза 1 2014


В этом году финалистами первого этапа программы стали 12 проектов, включая такие фантастические идеи как:
— Подводная лодка для исследования метановых озер на Титане (спутник Сатурна).
— Использование Нейтрино для изучения ледяных лун (Европа, Гинимед).
— Концепт безопасного захвата астероида, осколков пород и других объектов.
В этом году работы финалистов представляют три из восьми ключевых технологических направлений Space Technology Mission Directorate (STMD): поддержание развитой жизни и утилизация ресурсов, космические роботизированные системы и системы космических наблюдений.
Так же выбранные работы оказывают влияние на исследования NASA в области изучения астероидов и внешних планетарных миссий.

Идеи победители

1. Swarm Flyby Gravimetry
Вместо орбитального спутника или дорогого поверхностного зонда, отправка на астероид/комету роя маленьких экономичных космических зондиков для изучения гравитационного поля, внутреннего состава и структуры объекта исследования.
2. Mars Ecopoiesis Test Bed
Изолирование небольшого участка Марсианского грунта, внедрение в грунт Земных бактерий для тестирования возможности терраформирования Марса.
3. The Aragoscope: Ultra-High Resolution Optics at Low Cost
Новый космический телескоп позволяющий получить 7см разрешение поверхности планеты с ее орбиты или снимки неба с разрешением в 1000 раз больше разрешения телескопа Hubble.
4. 3D Photocatalytic Air Processor for Dramatic Reduction of Life Support Mass & Complexity
Компактный и простой генератор кислорода (для установки на космических станциях), с возможностью его 3D печати прямо в космосе.
5. WRANGLER: Capture and De-Spin of Asteroids and Space Debris
Безопасное устройство для захвата и манипулирования астероидами.
6. Titan Aerial Daughtercraft
Летающий аппарат для изучения химических процессов на Титане.
7. Using the Hottest Particles in the Universe to Probe Icy Solar System Worlds
Способ измерения толщины ледяного покрова на ледяных лунах (Европа, Гинимед).
8. PERISCOPE: PERIapsis Subsurface Cave OPtical Explorer
Метод оптического исследования Лунных пещер.
9. Titan Submarine: Exploring the Depths of Kraken
Подводная лодка для исследования морей на Титане.
10. Comet Hitchhiker: Harvesting Kinetic Energy from Small Bodies to Enable Fast and Low-Cost Deep Space Exploration
Способ перемещения космического аппарата при помощи кометного гарпуна, использует энергию кометы для ускорения.
11. Exploration Architecture with Quantum Inertial Gravimetry and In Situ ChipSat Sensors
Исследование планет при помощи ChipSat сенсоров.
12. Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS)
Способ достижения космическим аппаратом гелиопаузы менее чем за 10 лет, что на 27 лет меньше чем время достижения гелиопаузы зондом Voyager 1.

Источники:


Официальный сайт NIAC
Портфолио фондируемых исследований NIAC
Публикация Nasa Innovative Advanced Concepts
Пресс-релиз 14-154 от 05.06.2014

Спасибо за внимание.
@jenga67
карма
7,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (4)

  • +2
    Спасибо! Интересные идеи.

    Мне больше всего понравился Comet Hitchhiker. Красиво. Хотя технические сложности есть. Например, если начальная разница скоростей аппарата и кометы составляет 10км/с — то каждую секунду нить будет разматываться на 10км. При равномерном торможении на 5g (такие ускорения рассматриваются в статье) до полного уравнивания скоростей будет размотано 20 тыс. км нити. При этом, если масса аппарата была 100кг — то на нить будет при этом действовать растягивающая сила 5кН, т.е. эквивалент подвешивания на нее 500кг груза в земных условиях. Это предъявляет высокие требования к материалу, из которого изготавливается нить. Авторы статьи предполагают использовать углеродные нанотрубки. Наверно, на уже освоенных материалах все получается совсем неприглядно.

    Также любопытно посчитать частоту вращения разматывающейся бобины. Допустим, она большая (R=10м). Тогда частота ее вращения составит чуть менее 10000об/мин. Это технически реализуемо, существуют маховики на магнитных подшипниках, вращающиеся на частотах порядка 50000об/мин.
    • 0
      Спасибо! Рад что материал понравился.

      Comet hitchhiker мне тоже показался интересным, но у меня возник вопрос на который я пока не нашел ответа — как гарпун будет цепляться за кометы и KBO.
      • 0
        С гарпуном тоже есть технические сложности, но все же я думаю, что эта проблема решается проще, чем разматывание 20 тыс. км нити на скоростях порядка 10км/с.

        Во-первых, на зацепление гарпуна может быть только одна попытка во время пролета около объекта. Если промахнуться или если выстрел не приведет к надежному зацеплению — то аппарат считай потерян.

        Но тут в рамках существующих технологий есть решения. Гарпун может быть оснащен реактивной двигательной установкой, которая будет корректировать его траекторию и сообщит оптимальную скорость при попадании. Сам гарпун может представлять собой стержень из какого-нибудь вольфрама или обедненного урана, наподобие современных бронебойных подкалиберных снарядов, который выдержит удар и обеспечит глубокое проникновение в толщу небесного тела. Далее, наподобие анкерного болта, он может раскрыть усики и тем самым зацепиться. Нагрузка в ~500кг, думаю, не представляет особой проблемы для гарпуна, в отличие от нити, связывающей его с космическим аппаратом.

        Если вероятность успешного зацепления гарпуна окажется недостаточной — гарпун можно задублировать столько раз, сколько необходимо. После отделения от основного аппарата лишние гарпуны уже не составляют ту его массу, которая тормозится, нагружая нить, поэтому от них никакого вреда.

        Вряд ли удастся сделать такой аппарат, который бы цеплялся несколько раз к разным кометам во время своей миссии. Поэтому, после окончания ускорения, нить можно просто выбрасывать. Но можно сделать и часовой механизм, который отцеплял бы нить от гарпуна по окончании процесса ускорения, давая таким образом возможность смотать ее назад. При достаточном запасе гарпунов можно будет кататься довольно долго.
  • 0
    Сегодня обнаружил для себя, что оказывается Роскосмос и Институт космических исследований РАН тоже проводят конкурс инновационных научных работ: «Россия в космосе: от мечты к реальности»

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.