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10 verrückte Ideen aus der Welt der Weltraumforschung
Wenn Sie vor 100 Jahren den Leuten gesagt hätten, dass eine Maschine, die wir hergestellt haben, auf dem Mars landen und uns Fotos zurücksenden würde, hätten viele von Ihnen gedacht, Sie seien verrückt. Das ist die Sache mit der Weltraumforschung. Es ist ein so neues Konzept mit täglicher Innovation, dass es schwierig ist, Science Facts von Science Fiction zu unterscheiden. Alle weltraumbezogenen Ideen wirkten zu irgendeinem Zeitpunkt verrückt. Einige von ihnen arbeiteten und klingen nicht mehr so verrückt. Andere sind immer noch ziemlich da draußen.
10Der Squid Rover
Der Jupitermond Europa gilt seit langem als hervorragender Kandidat für außerirdisches Leben, da der Mond sehr wahrscheinlich Ozeane unter einer Eiskruste hat. Wir haben es sehr genossen, etwas zu schicken, um genau zu sehen, was Europa zu bieten hat. Ein geplantes Joint Venture zwischen der NASA, der ESA und den japanischen und russischen Weltraumagenturen, um eine Mission nach Europa im Jahr 2020 zu planen, wurde aufgrund von Haushaltsproblemen der NASA abgebrochen. Derzeit ist eine ESA-geführte Mission namens JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) für 2022 geplant. Die Sonde würde 2030 auf Europa eintreffen. Wenn dies der Fall ist, könnte sie einen sehr eigenartigen Rover mit sich führen.
Bei dem fraglichen Gerät handelt es sich um einen Soft-Robot-Rover mit elektrodynamischer Kraftspülung. Wir nennen es einen Tintenfisch-Rover aufgrund seiner einzigartigen Architektur, die eindeutig auf diesem Kopffüßer basiert. Das Konzept wurde an der Cornell University entwickelt und von der NASA für weitere Forschungen genehmigt. Es ist Teil des neuen NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -Programms, das nach seinen eigenen Worten "darauf abzielt, Science Fiction in Science Facts umzuwandeln".
Der Rover steht noch ganz am Anfang. Es würde tentakelartige Strukturen aufweisen, die lokale Magnetfelder als Energiequelle nutzen würden, sowie eine elektrolumineszierende "Haut", die die Unterwasserumgebung beleuchtet.
9Projekt HARP
Aus der Welt der Science-Fiction gehen wir in die Welt der Looney Tunes über. Zumindest scheint das Projekt HARP auf den ersten Blick zu sein. Die Abkürzung für High Altitude Research Project war ein Joint Venture zwischen dem US-Verteidigungsministerium und dem kanadischen Verteidigungsministerium, um Geschosse mit einem riesigen Geschütz in den Weltraum zu schicken.
Das Projekt wurde 1961 vor allem durch den kanadischen Ballistikingenieur Gerald Bull gestartet. Die Idee hatte er bereits vor einem Jahrzehnt bekommen, als er am kanadischen Rüstungs- und Forschungsinstitut (CARDE) an ICBM-Raketen arbeitete. Das Projekt wurde auf einem Flughafen in Barbados eingerichtet, damit Projektile im Atlantik abgefeuert werden können. Zuerst wurde eine 20 Meter lange Kanone (65 Fuß) verwendet, die jedoch ziemlich schnell auf 40 Meter aufgerüstet wurde. Die gesamte Installation war 1962 fertig, aber die Kubakrise hat die Operation auf das nächste Jahr verschoben.
Die ersten Ergebnisse waren vielversprechend und ein weiterer Teststandort wurde in Yuma, Arizona, eingerichtet. Im Jahr 1966 schoss dieses Geschütz ein 180-Kilogramm-Projektil mit einer Geschwindigkeit von 3.600 Metern pro Sekunde bei einer Rekordhöhe von 180 Kilometern (590.000 Fuß). Im Laufe der Zeit verloren immer mehr Geldgeber das Interesse an dem Projekt und zogen Geldmittel ein. Der Vietnamkrieg und die sich verschlechternden Beziehungen zwischen den USA und Kanada zwangen das Projekt schließlich zum Erliegen. Die Waffe in Barbados ist noch heute dort, eine Reliquie mit Blick auf das Karibische Meer.
8Das Titan-U-Boot
Der Saturnmond Titan wird wie Europa als der Heilige Gral für Weltraumforscher gesehen. Es hat oberflächliche Methanseen und Ozeane, die wir gerade erforschen wollen. Im Jahr 2004 hat das Cassini-Raumschiff den Mond ausgiebig kartiert und uns eine ziemlich gute Vorstellung von seiner Geographie gemacht. Im Jahr 2005 landete die Huygens-Sonde auf dem Mond und schickte die ersten Fotos von der Oberfläche zurück. Der nächste Schritt wäre, etwas zu erschaffen, das die Tiefen von Titans Gewässern erforschen könnte, und dafür werden wir ein Weltraum-U-Boot bauen.
Das U-Boot-Design wurde von Dr. Ralph Lorenz auf der Lunar and Planetary Science Convention vorgeschlagen und von der NASA genehmigt. Bei einem Start würde es zur Kraken Mare, dem größten Meer des Titans, führen. Äußerlich glich die Drohne einem normalen U-Boot, abgesehen von einer großen Antenne, die erforderlich wäre, um die Daten über eine Milliarde Kilometer zurück auf die Erde zu übertragen. Die Bedingungen auf Titan würden jedoch erfordern, dass das U-Boot mit einzigartigen Problemen fertig wird. Für den Anfang können die Temperaturen auf dem Mond -180 Grad Celsius (-290 ° F) erreichen.
Außerdem haben wir keine Ahnung, mit welchen Tiefen das U-Boot umgehen muss. Die Tiefe sowie die Zusammensetzung des Meeres machen Designelemente wie einen traditionellen Ballasttank unmöglich. Das U-Boot benötigt aufgrund seiner Größe und Form sogar ein spezielles Liefersystem mit einer Variante des militärischen Mini-Shuttle X-37B.
7Projekthorizont
Das Weltraumrennen zwischen den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion löste die produktivste Ära der Weltraumforschung aus. Trotzdem war dies eine völlig neue Welt, die noch in den Kinderschuhen steckte. Daher war viel Ausprobieren erforderlich, um herauszufinden, was funktionierte und was nicht. Bevor das Apollo-Programm 1969 schließlich einen Mann auf den Mond brachte, wurden viele andere Pläne gemacht und verworfen.
Project Horizon ist ein kürzlich freigegebener Plan der US-Armee zum Bau einer Militärbasis auf dem Mond. Dieses Projekt wäre auch heute noch zu ehrgeizig, aber das Programm wurde 1959 entwickelt. Die Armee hielt es für möglich, die Basis zu vervollständigen und innerhalb des folgenden Jahrzehnts mit Soldaten und Astronauten auszustatten.
Vielleicht war das für die Armee unglaublich optimistisch oder es zeigt nur, wie sehr beide Seiten darauf aus waren, im Kalten Krieg die Oberhand zu gewinnen. Der Bericht betonte, wie kritisch es sei, eine militärische Präsenz auf dem Mond zu etablieren, da dies nur eine Frage der Zeit sei, bevor die Sowjets dies auch versuchten.
Das Projekt ging nie weiter als die Planungsphase.Wäre es gewesen, hätte es fast 150 Saturn-Raketen zur Beförderung der Ladung gefordert. Wenn es fertig war, hätte die Basis 10-20 Personen beherbergt. Bis dahin konnten die Astronauten natürliche "Löcher" auf dem Mond gefunden haben, die mit Drucksäcken bedeckt und versiegelt wurden, um Wohnräume zu schaffen.
6Der Wrangler
Das Universum kann ein gefährlicher Ort sein. Viele Dinge können das Leben auf unserem gesamten Planeten ohne großen Aufwand auslöschen: Gammastrahlenausbrüche, Supernovas, kollidierende Galaxien und mehr. Und natürlich traf eine Bedrohung unseren Planeten bereits in den Asteroiden der Vergangenheit. Die Erde wurde in den 4,5 Milliarden Jahren ihres Bestehens von Asteroiden getroffen, und es ist wahrscheinlich, dass sie in Zukunft erneut getroffen werden wird. Es kann morgen passieren (wird es nicht) oder in einer Milliarde Jahre, aber die Leute bei der NASA suchen bereits nach Lösungen für dieses Problem.
Eine Lösung nennt sich das Weightless Rendezvous- und Netzgreifer-System zur Begrenzung der Überschussdrehung (WRANGLER), mit freundlicher Genehmigung von Tethers Unlimited, Inc. Dieses Netz- und Haltesystem könnte von einem Satelliten eingesetzt werden, um einen Asteroiden aufzunehmen und zu deaktivieren (meistens) ) harmlos. Das Programm wurde bereits vom NASA Innovative Advanced Concepts Programm akzeptiert und wird als einfachere, kostengünstigere Alternative zur NASA-eigenen Asteroid Redirect Mission (ARM) entwickelt.
Das System besteht aus zwei Hauptkomponenten. Eines ist das GRASP-Netzerfassungsgerät und das andere ist der SpinCASTER-Halte- / Windenmechanismus. Durch die Hebelwirkung einer Leine könnte ein kleiner Satellit den Drehimpuls eines viel größeren Objekts reduzieren. Der WRANGLER hat sich bereits in einer Mikroumgebung als erfolgreich erwiesen und wird derzeit in vollem Umfang weiterentwickelt.
5Zvezda Mondbasis
Die Amerikaner waren nicht die einzigen, die den Mond auf eine bewohnbare Basis stellen wollten. Die Sowjets waren genauso eifrig. Sie starteten ihr Mondprogramm im Geheimen mit zwei Zielen: Zuerst einen bemannten Mondvorbeiflug zu machen und dann tatsächlich Kosmonauten auf dem Mond zu landen. Die USA haben sie jedoch in beiden Punkten besiegt, so dass die Projekte bis in die 90er Jahre verworfen und versteckt wurden.
Als nächstes kam die Idee, eine permanente Basis auf dem Mond zu bauen, bekannt als Zvezda (russisch für "Stern") oder die DLB-Mondbasis. Das Projekt begann im Jahr 1962 und wurde von dem führenden sowjetischen Raumfahrtingenieur Sergei Korolev geleitet. Die Mondbasis würde aus neun separaten Modulen bestehen, von denen jedes einen bestimmten Zweck hatte, z. B. Wohnräume, Restaurants, medizinische Einrichtungen oder ein Labor. Zusammen hätten sie 18 Tonnen gewogen und müssten separat geliefert werden. Außerdem hätten die Kosmonauten Zugang zu Lunokhod-Robotern erhalten, um ihnen zu helfen, sich auf dem Mond fortzubewegen.
Das Projekt erhielt nach 1969 erheblich mehr Aufmerksamkeit und Finanzmittel, gestützt durch die Bemühungen der Amerikaner. Allerdings beruhte sein Erfolg auf der Wirksamkeit der N1-Rakete (dem russischen Äquivalent der Saturn-V-Rakete), mit der schwere Nutzlasten jenseits der erdnahen Umlaufbahn geliefert wurden. Wenn der N1 nicht richtig funktionierte, wurden die Rakete und alle davon abhängigen Projekte abgebrochen.
4 Der Stanford Torus
Die Internationale Raumstation hat seit fast 15 Jahren Einwohner. Mir war von 1986 bis 2001 in Betrieb. Diese Stationen sind zwar massiv, aber nicht wirklich für viele Menschen gedacht. Mir hatte eine Besatzung von drei Leuten. Die ISS kann sechs Einwohner unterstützen, obwohl sie derzeit drei Personen an Bord hat. Der Stanford-Torus war etwas ehrgeiziger. Es war die Idee eines Weltraumlebensraums, der 10.000 Menschen unterstützen sollte.
Der Plan für dieses Design entstand 1975 als Ergebnis einer Sommerstudie der NASA und der Stanford University. Es bestand aus einem Torus (einem ringförmigen Ring) mit einem Durchmesser von 1,5 km, der jede Minute eine volle Umdrehung ausführen konnte, um die Schwerkraft der Erde nachzubilden.
Der Stanford-Torus kam nie über die Ideenphase hinaus. Für den Entwurf des Torus wurden 10 Millionen Tonnen Material benötigt, das hauptsächlich vom Mond und von Asteroiden gewonnen wurde. Nur Materialien, die dort nicht verfügbar sind, wären von der Erde herübergebracht worden. Die Raumstation wäre am Lagrange-Punkt der Erde-Mond-L5 gelegen - ein Punkt, an dem ein kleines Objekt zwischen zwei großen Körpern von ihrer Schwerkraft beeinflusst wird, so dass es eine stabile Position einnehmen kann.
3Druckbares Raumschiff
Der 3-D-Druck scheint die Technologie der Zukunft zu sein, mit fast unbegrenzten Möglichkeiten. Wir sind bereits in der Lage, flexible Elektronik für gängige Konsumgüter wie Mobiltelefone zu drucken. Diese sind nicht nur billiger und einfacher herzustellen, sondern auch kleiner und leichter. Eine ehrgeizige Idee aus dem NASA-eigenen Jet Propulsion Lab (JPL) lässt vermuten, dass wir in der Lage sein könnten, in der Zukunft ganze Raumfahrzeuge zu drucken.
Das druckbare Raumschiff ist ein weiterer Plan, der aus dem NIAC herauskommt. Es befindet sich derzeit in Phase 2 und hat daher bereits sein ursprüngliches Ziel durchlaufen, nämlich zu prüfen, ob es möglich war, die gesamte Elektronik zu drucken, die für ein funktionales Raumfahrzeug erforderlich ist. Die zweite Phase hat mehrere neue Ziele, einschließlich des Druckens eines Tischmodells. Die NASA muss auch ermitteln, wie praktisch es ist, ein gedrucktes Raumfahrzeug für nur eine einzige Mission zu erstellen.
Wenn alles funktioniert, glaubt die NASA, dass billige und effektive gedruckte Raumsonden die Weltraumforschung revolutionieren werden. Es wird geschätzt, dass ein funktionierender Prototyp etwa 10 Jahre entfernt ist, aber er kann sich auch vorstellen, wie Sie in der fernen Zukunft einfach einen Drucker bei sich tragen und die vor Ort benötigten Sonden oder Fertigkeiten herstellen können.
2Venus-Segelrover
Die Venus ist nicht sehr freundlich.Aufgrund der Temperaturen von 450 Grad Celsius und einer korrosiven Atmosphäre hat sich die Erkundung unseres Nachbarplaneten als ziemlich schwierig erwiesen. Wir konnten bisher einen stationären Rover auf der Oberfläche der Venus landen, der zwei Stunden lang betriebsbereit war. Vergleichen Sie das mit den Rovers, die jahrelang auf dem Mars funktionieren, und wir sehen, dass die Erkundung der Venus trotz ihrer Nähe immer noch eines unserer ehrgeizigsten Ziele ist.
Mit dem Glenn Research Center der NASA, dem Venus Landsailing Rover, haben wir jetzt einen neuen Ansatz. Der neue Rover, der als Zephyr bezeichnet wird, geht auf die Grundlagen zurück und versucht, die Kraft des Windes für den Vortrieb zu nutzen, genau wie ein typisches Segel. Obwohl die Venus keine sehr starken Winde hat (sie erreichen nur etwa 3 km pro Stunde), würde der Druck auf den Planeten dafür sorgen, dass selbst eine kleine Brise erhebliche Leistung erzeugen kann.
Der Zephyr wäre aus Materialien gebaut, die den hohen Temperaturen mehr als standhalten. Es würde meistens stationär bleiben und würde sein Segel nur entfalten, wenn es an einen neuen Ort bewegt werden muss. Dies wird durch die flache Landschaft der Venus unterstützt, die nur wenige Hindernisse aufweist. Mit einem derart konservativen Ansatz für den Energieverbrauch schätzt die NASA, dass Zephyr einen ganzen Monat auf der Erde überleben könnte.
1Projekt Orion
Die Raumfahrt erfordert viele Ressourcen, daher sind wir immer auf der Suche nach neuen potenziellen Energiequellen, die besser sind als die, die wir bereits haben. In den fünfziger Jahren schien es, als sei nichts mächtiger als die Atombombe. Eine ständige Anstrengung suchte nach neuen Anwendungen für diese unglaubliche Energiequelle, die nicht so zerstörerisch war wie ihr Hauptzweck. Vielleicht könnte man damit ein Raumfahrzeug antreiben?
Die Idee des Kernimpulsantriebs wurde von den Physikern Ted Taylor und Freeman Dyson entwickelt. Sie arbeiteten an ihrem Plan mit dem Namen Project Orion, um eine Möglichkeit zu entwickeln, ein Raumfahrzeug mit einer Reihe von Detonationen von Atombomben dahinter zu bewegen. Das Konzept eines Atomantriebs war nicht neu. Diese Idee wurde zuvor von Stanislaw Ulam, einem polnisch-amerikanischen Mathematiker, der am Manhattan-Projekt beteiligt war, untersucht.
Die Arbeit an dem Projekt begann 1958. Damals gab es die NASA noch nicht, daher wurde Project Orion von der Advanced Research Projects Agency (ARPA) des Verteidigungsministeriums finanziert, die nur ein vorübergehendes Interesse hatte. Als die NASA gegründet wurde, teilten sie und die Luftwaffe die ARPA-Projekte auf, wobei Orion in der Kälte war, da niemand es als einen Vorteil ansah. Es würde einige Jahre dauern, bis die NASA beteiligt war, aber bis zu diesem Zeitpunkt machte es der Orion aufgrund des begrenzten Testverbots über Atomwaffen von 1963 unmöglich, angesichts der großen Mengen an potenziellen nuklearen Auswirkungen zu entwickeln.