猫と惑星系

押し記事 星間微惑星。 天体の翻訳他、韓流、花の写真を掲載。

未来技術への資金提供:NASAが2024年の革新的なコンセプト研究を発表

2024-01-05 20:47:54 | 宇宙開発
野心的な探査計画に関連する技術開発に金は出すが全部には無理なんで13に絞りました的なNIAC フェーズ I 受賞。知らんけど。以下、機械翻訳。
未来技術への資金提供:NASAが2024年の革新的なコンセプト研究を発表
ロクサーナ・バルダン
2024年1月4日
2024 年の NIAC フェーズ I 受賞者によって提案された斬新なコンセプトを強調するイラストのコラージュ。クレジット:時計回り、右上から:スティーブン・ベナー、ベイジア・チャン、マシュー・マッキン、アルバロ・ロメロ・カルボ、トーマス・M・ユーバンクス、ケネス・カーペンター、ジェームズ・ビックフォード、アルバロ・ロメロ・カルボ、ピーター・カバウイ、ジェフリー・ランディス、リン・ロスチャイルド、葛成ジャ。
米航空宇宙局
NASAは、2024年のフェーズIの受賞者をプログラムに選出し、すべての人の利益のために革新し、将来のNASAのミッションを変革できるアイデアに資金を提供しました。地球低軌道から恒星までを探査する提案から、選ばれた13のコンセプトは、全米の企業や機関から生まれました。

NIAC(NASA Innovative Advanced Concepts)プログラムは、将来の検討と潜在的な商業化のための初期段階の技術コンセプト研究に資金を提供することにより、先駆的なアイデアを育成します。この助成金は、将来の宇宙ミッションを可能にする技術を評価するための最大175,000ドルの助成金です。

「NASAが人類の利益のために引き受ける大胆なミッションは、すべて単なるアイデアとして始まり、NIACはそれらのアイデアの多くを鼓舞する責任があります」とNASAの副長官であるジム・フリーは述べています。「火星を飛行するインジェニュイティ・ヘリコプターやMarCO深宇宙キューブサットの機器は、その系譜をNIACにまでさかのぼることができ、創造的なアイデアからミッションの成功への道筋があることを証明しています。そして、これらのコンセプトのすべてがうまくいくわけではありませんが、NASAと世界中のパートナーは、新しいアプローチから学ぶことができ、最終的にはNIACが進めた技術を使用するかもしれません。

今年のクラスでは、金星表面からのサンプルリターン、火星での固定翼飛行、星間空間を移動する探査機の群れなどを探ります。NIACの研究はすべて概念開発の初期段階にあり、NASAの公式ミッションとは見なされていません。

フロリダ州のCoflow Jet LLCのGe-Cheng Zha氏は、火星で初の固定翼電動垂直離着陸艇の飛行を提案しました。「マギー」の愛称で呼ばれるこの宇宙船は、火星で人類が科学を探査し、実施する能力を拡張できる可能性があります。

フロリダ州のSpace Initiatives Inc.のThomas Eubanks氏は、小型宇宙船の群れが今世紀中にプロキシマ・ケンタウリに移動し、新しいレーザー帆船とレーザー通信を使って太陽に最も近い恒星間近星に関するデータを送り返すことができると考えています。

クリーブランドにあるNASAのグレン研究センターのジェフ・ランディスは、金星の過酷な環境を生き延びるだけでなく、高温技術とソーラー航空機の革新を利用して地表からサンプルを持ち帰ることができる探査機を提案しました。

「地球の大気を観測する量子センサーから、次の恒星から通信する宇宙船の協調的な群れまで、今年のフェーズIプロジェクトの多様性は、NIACが到達した真に革新的なコミュニティの証です」と、ワシントンのNASA本部でNIACプログラムエグゼクティブを務めるマイク・ラポワント氏は述べています。「NIAC賞は、可能性の限界を押し広げ続けるというNASAのコミットメントを浮き彫りにしています。」

NIACの助成金を利用して、フェローと呼ばれる研究者は、コンセプトの基本的な前提を調査し、必要な技術開発のロードマップを作成し、潜在的な課題を特定し、これらのコンセプトを実現する機会を探します。

上記のプロジェクトに加えて、2024 年の NIAC フェーズ I 助成金を受け取る他の選定者は次のとおりです。

スティーブン・ベナー、応用分子進化財団、フロリダ州:火星での大規模な水採掘作業へのアドオンで、外来生物とエイリアンの生命をスクリーニング
ジェームズ・ビックフォード、チャールズ・スターク・ドレイパー研究所、マサチューセッツ州:薄膜同位体核エンジンロケット
Peter Cabauy、City Labs, Inc.、フロリダ州:自律型トリチウムマイクロパワーセンサ
ケネス・カーペンター、NASAゴダード宇宙飛行センター、メリーランド州グリーンベルト:月長基線光学イメージング干渉計:アルテミス対応恒星画像
Matthew McQuinn, University of Washington, Seattle: 太陽系スケールVLBIによる宇宙論的距離測定の飛躍的改善
カリフォルニア大学ロサンゼルス校のAaswath Pattabhi Raman氏:有人火星探査を可能にするエレクトロルミネッセンス冷却式ゼロボイルオフ推進剤貯蔵所
Alvaro Romeo-Calvo、Georgia Tech Research Corporation、アトランタ:火星トランスファーにおける水素と酸素の生成のための磁気流体力学的ドライブ
Lynn Rothschild、NASAエイムズ研究センター、カリフォルニアのシリコンバレー:火星の解毒:遍在する過塩素酸塩の生物触媒的除去
Ryan Sprenger、Fauna Bio Inc.、カリフォルニア:惑星間宇宙旅行への革新的なアプローチ:人間の宇宙健康のための動物の気絶の研究
マサチューセッツ州マサチューセッツ工科大学(MIT)リンカーン研究所、Beijia Zhang氏:LIFA:小型衛星互換放射測定用の軽量ファイバーベースアンテナ
NASAの宇宙技術ミッション局は、現在および将来のミッションを達成するための新しい分野横断的な技術と能力の開発を担当しているため、NIACプログラムに資金を提供しています。

NIACの詳細については、以下をご覧ください。
https://www.nasa.gov/niac

プロキシマ・ケンタウリに群がる: コヒーレントなピコ宇宙船が星間距離を越えて群がる
ルーラ ホール
2024年 1月 4日
記事


群れをなすプロキシマ・ケンタウリのラベル付き図
群がるプロキシマ・ケンタウリのグラフィック描写: 星間距離を越えて群がるコヒーレントなピコ宇宙船
トーマス・ユーバンクス
株式会社スペース・イニシアチブ

レーザー光によって推進されるグラムスケールの小さな星間探査機は、今世紀に別の星に到達できる唯一の技術となる可能性が高い。 私たちは、数グラムの相対論的速度を上げるのに十分強力なレーザービーム装置 (~100 GW)、打ち上げに耐えられるほど頑丈なレーザーセイル、そして打ち上げに耐えるのに十分な大きさの地上光バケツ (~1 平方キロメートル) が今世紀半ばまでに利用可能になると仮定しています。 私たちの光信号をキャッチします。 そして、今世紀の第 3 四半期頃に私たちが提案する代表的なミッションは、数千の小型探査機からなる自律的な大群で、私たちの最も近い隣人である潜在的に居住可能な世界であるプロキシマ b の近くを飛行することです。

打ち上げ質量(グラム)、搭載電力(ミリワット)、および通信口径(センチメートルからメートル)に対する極端な制約を考慮すると、私たちのチームは過去 3 年間の研究で、一斉に動作する多数の探査機の大群のみが衝撃波を生成できると判断しました。 光信号は、非常に長い距離を越えて地球に戻るのに十分な強度を持っています。 8 年間の往復タイムラグにより、地球による実質的な制御が不可能になるため、たとえばどのデータを地球に返すかを優先するために、群れは並外れた自律性を持たなければなりません。 したがって、読者は、群がる個人を効果的な全体に調整することが、プロキシマ・ケンタウリ b に対する私たちの代表的使命の主要な課題であることがわかるでしょう。 調整は、低電力光リンクを介してメッシュ ネットワークを確立し、探査機のオンボード クロックを地球と、および探査機相互に同期させて、正確な位置ナビゲーション タイミング (PNT) をサポートすることにかかっています。

私たちの代表的なミッションは、一度に約0.2度まで打ち上げられる長い一連の探査機から始まります。 打ち上げ後、ドライブレーザーは信号伝達とクロック同期に使用され、メトロノームのように継続的な時間信号を提供します。 初期ブーストは、弦のテールがヘッドに追いつくように調整されます (「タイム・オン・ターゲット」)。 20 年間の航海中に星間物質によって与えられる抗力 (「目標速度」) を利用することで、一度集まったグループは団結し続けます。 AUの長さ数100秒から数1000秒の最初の文字列は、時間の経過とともに動的に合体して、直径10万kmのレンズ状のメッシュネットワークになります。これは、プロキシマでの天体暦誤差を考慮するのに十分であり、少なくとも一部のプローブがターゲットの近くを通過することを保証します。

メンバーが互いに既知の空間位置におり、同期を維持するための最先端の超小型時計を備えた群れは、その集団全体を利用して地球と通信し、単一の短いが非常に明るい同時レーザーパルスを周期的に構築することができます。 全員から。 運用上のコヒーレンスとは、各探査機が同じデータを送信しますが、すべてのパルスが地球上の受信アレイに同時に到着するように、その相対位置に応じて送信時間を調整することを意味します。 これにより、任意の 1 つのプローブからの電力が群れ内のプローブの数 N 倍になり、桁違いに大きなデータが返されます。

群れは途中での大幅な消耗を許容し、「すべての卵を1つのかごに入れる」リスクを軽減し、複数の有利な地点からプロキシマbを詳しく観察できるようにします。 幸いなことに、私たちは実用的な進歩を遂げるのに今世紀半ばまで待つ必要はありません。今すぐシミュレートされた環境でスウォーミング手法を探索しテストすることができます。これが、この研究で私たちが提案していることです。 私たちは、当社のイノベーションが宇宙探査に大きな影響を及ぼし、既存の技術を補完し、まったく新しいタイプのミッション、たとえば、月星空間全体をカバーするピコ宇宙船群や、惑星磁気圏全体を計測するようなまったく新しいタイプのミッションを可能にするだろうと予想しています。 今世紀半ばよりかなり前に、地球や月の軌道で始まり、やがて太陽系外縁部の奥深くまで拡張される、そのようなミッションが数多く行われると私たちは予想しています。 たとえば、そのような群れは、急速に遠ざかっている星間天体 1I/'オウムアムアや太陽の重力レンズを探索する可能性があります。 これらは両方とも究極の星間ミッションの前兆となるだけでなく、それ自体が科学的に価値のあるものでもあります。

2024 年フェーズ I 選定

金星表面からのサンプルリターン
ルーラホール
2024年01月04日

記事

飛行中のサンプルリターンのアーティスト演出。
金星表面からのサンプルリターンのグラフィック描写
ジェフリー・ランディス
NASAグレン研究センター

450°C、気圧92気圧の金星の表面は、太陽系で最も過酷な環境です。このプロジェクトは、金星の表面からサンプルを持ち帰る新しいアプローチを開拓します。このアプローチは、金星大気から推進剤を製造する革新的な一酸化炭素ロケット技術と、高温表面システムやソーラー航空機のイノベーションを融合させるものです。

2024年度 第1期選考

薄膜同位体核エンジンロケット (TFINER)
ルーラ ホール
2024 年 1 月 4 日
記事

太陽を背景に宇宙にあるラベル付きの薄膜同位体核エンジンロケット。
薄膜同位体核エンジンロケット (TFINER) のグラフィック描写
ジェームス・ビックフォード
チャールズ・スターク・ドレイパー研究所

通過する星間物体とのランデブーや、太陽の重力焦点での複数目標の観測活動などの新しいエキサイティングなミッションでは、従来のロケットをはるかに超える速度が必要です。 エキゾチックなソーラーセイルのアプローチにより、必要な遠隔地に到達できる可能性がありますが、深宇宙で必要な推進操作を行うことはできません。 核ロケットは大型で高価なシステムですが、目的地に到達する能力は限界があります。 対照的に、我々は、遠く離れた高速移動する星間物体からサンプルを探索し、ランデブーし、帰還するのに十分な能力を備えた薄膜核同位体エンジンを提案する。

同じ技術により、重力レンズ望遠鏡の向きを変えることができるため、1 回のミッションで多数の価値の高いターゲットを観測できるようになります。

基本的なコンセプトは、放射性同位体の薄いシートを製造し、その崩壊生成物の運動量を直接利用して推力を生成することです。 ベースライン設計は、半減期 1.9 年でアルファ崩壊する厚さ約 10 ミクロンのトリウム 228 放射性同位体フィルムです。 その後の崩壊連鎖カスケードにより、300ns ~ 3 日の半減期を持つ 4 つの追加のアルファ放射を伴う娘生成物が生成されます。 薄膜の片面が前方放射を捕捉する厚さ約 50 ミクロンの吸収体でコーティングされると、推力が生成されます。 より長い半減期の同位体 (Ac-227 など) で構成される複数の「ステージ」を組み合わせて、延長されたミッション タイムラインにわたって速度を最大化できます。

コンセプトの主な差別化要因は次のとおりです。

• カスケード同位体崩壊連鎖 (トリウムサイクル) により、パフォーマンスが最大 500% 向上します

• 複数の「ステージ」(材料)により、推力を低下させることなくデルタ V と寿命を延長

• 推力シートの再構成により、アクティブな推力ベクタリングと宇宙船の操縦が可能になります

• 基板の熱電素子は過剰な電力を生成する可能性があります (例: ~50 kW @ eff=1%)

• 基板ベータエミッターは、電荷の中和や、排気ガスを優先的に誘導する電圧バイアスの誘導、および/または外向きの太陽風を利用するために使用できます。

約250 m^2 のエリアに広がる 30 kg の放射性同位元素 (以前のミッションで打ち上げられたものに相当) を活用すると、30 kg のペイロードに対して 150 km/秒を超えるデルタ V が提供されます。 複数のそのようなシステムを、単一の従来の打ち上げロケットで太陽脱出軌道に挿入することにより、太陽系外縁部での局所的な探索およびランデブー活動を可能にすることができる。 このシステムは、他のペイロードやミッションにも拡張可能です。 主な利点は次のとおりです。

• 太陽の外の物体の周囲でランデブー活動を行うための余力を備え、秒速 100 km を超える速度に達する能力

サンプル返却のオプションを含むシステム。

• 既知の物理学とよく知られた材料に基づいたシンプルなデザイン

• より小さなペイロード (センサー) またはより大きなミッション (望遠鏡など) に合わせて拡張可能

• 非常に迅速に深宇宙 (> 150 天文単位) に到達し、その後数年間にわたって薄暗い天体の探索/ランデブーおよび/または太陽の重力焦点での望遠鏡の再目標設定のための積極的な操作 (> 100 km/秒) を継続する新しい能力。

2024 年フェーズ I 選定


最新の画像もっと見る

コメントを投稿