10 verrückte Lösungen für Raumprobleme

Nichts ist deprimierender, als davon auszugehen, dass der Mensch für immer auf einen einzigen, winzigen Felsen, die Erde genannt wird, beschränkt bleibt. Wenn wir versuchen, unser menschliches Imperium in die Reichweite des Weltraums auszudehnen, stoßen wir auf eine Vielzahl von Problemen, die unsere Pläne bedrohen, eine wirklich fortschrittliche Zivilisation zu werden. Glücklicherweise kennt unsere Innovation keine Grenzen und unsere Neugier wird oft mit den unwahrscheinlichsten Lösungen belohnt.

10Force Fields zum Schutz von Astronauten vor Strahlung

Im Jahr 2008 entwickelten Wissenschaftler des Rutherford Appleton Laboratory im Vereinigten Königreich ein Arbeitskraftfeld, das vor Killerteilchen aus der Sonne schützt. Als Instrument des Krieges in Weltraumfilmen ist die praktische Anwendung realer Kraftfelder weniger glamourös - wenn auch viel wichtiger -, weil sie Astronauten vor Krebs schützen würde. Außerdem würde es herkömmliche Abschirmmaterialien ersetzen, die schwer sind und die Nutzlastkapazität eines Shuttles beeinträchtigen.

Ausgerüstet mit einem winzigen Modell konnte die "Mini-Magnetosphäre" den größten Teil der schädlichen Sonnenstrahlung von den Astronauten ablenken, die sich in einem echten Schiff befanden. Der Prototyp erzeugt ein Magnetfeld, das dem der Erde ähnlich ist, und es ist erstaunlich stark, da die Sonnenstrahlung bereits aufgeladen ist, sodass es einfach vom unsichtbaren Schild abprallt. Eine vergrößerte Version könnte Leben retten, falls eine Sonneneruption ausbricht, und zukünftige Versionen können sogar Laser ablenken.

Diese Technologie wäre zwar auf unserem unvermeidlichen Erstflug zum Mars von Nutzen, erfordert aber auf einer Reise von 58 Millionen Kilometern enorme Energiemengen.

9Kraftwerke im Orbit schweben

Das energiehungrige Japan könnte bald in eine Krise geraten, da das dicht besiedelte Land enorme Mengen an Strom verbraucht, um seine Geräte zu betreiben und Roboter zu verändern. Die extrem erdbebengefährdete Nation ist angesichts der jüngsten Katastrophe von Fukushima vor Atomkraft zurückhaltend. Darüber hinaus gibt es nicht viel leeres Land, um sich zu Solarstationen in einem Land zu entwickeln, das kleiner als Kalifornien ist und dennoch mehr als dreimal so bevölkerungsreich ist.

Glücklicherweise hat die japanische Luft- und Raumfahrt-Explorationsagentur (JAXA) eine buchstäblich extraterrestrische Lösung, die die Abhängigkeit von globalen Ressourcen verringern könnte: gigantische Reflektoren in geosynchroner Umlaufbahn um die Erde. Diese riesigen Spiegel fokussieren die Sonnenenergie auf die Empfänger - auch im Orbit - und dann wird die gespeicherte Leistung von Milliarden und Milliarden winziger Empfängerantennen in Form von Mikrowellenstrahlung zur Erde gestrahlt.

Diese Technologie würde Innovationen von über 100 Jahren überbrücken, von Teslas Theorien zur drahtlosen Stromübertragung im frühen 20. Jahrhundert bis zur Einführung der Photovoltaikzelle vor 60 Jahren. Das Verschieben einer solchen Installation in den Orbit scheint der logische Fortschritt zu sein, da Solarzellen wesentlich effektiver sind, wenn sie von unserer Atmosphäre nicht belastet werden. Der Bau einer umlaufenden Solarstation stellt JAXA jedoch mit beispiellosen logistischen Komplikationen dar, so dass ein Arbeitsmodell etwa 25 Jahre entfernt ist.

8Verwenden von Sonnensegeln anstelle von Treibstoff oder Motoren

Die Sunjammer kann eine neue Form der Weltraumfahrt einleiten. Chemische Kraftstoffe sind teuer und schwerfällig, aber der Sunjammer könnte eine unerschöpfliche Energiequelle erschließen, um sich selbst und künftige Kraftwerke durch den Kosmos zu befeuern.

Der Sunjammer ist eine Mischung aus modernster Technologie und archaischen Transportmethoden und ist ein riesiges Segel. Mit einer Fläche von 1.210 Quadratmetern ist es in der Lage, die Sonnenwinde zu ernten, indem er sich auf dasselbe grundlegende Konzept stützt, das die Alten vor Tausenden von Jahren zur Erkundung der Erde benutzt haben.

Das Segelboot, das bereits im November 2014 an Bord einer Falcon 9-Rakete starten sollte, entfaltet sich, sobald es von seinem Stammfahrzeug aus eingesetzt wurde, und dient als expansive Wetterstation, bei der die Sonnenaktivität beobachtet wird. Seine Bewegung hängt von den einfallenden Photonen der Sonne ab, die trotz ihrer geringen Größe Druck ausüben. Das Segel würde diesen Schwung nutzen, um sich - zusammen mit jedem an ihm befestigten Schiff - ohne Motor und Treibstoff anzutreiben.

Die Sunjammer selbst wird einfach durch die von Solarteilchen auf sie ausgeübten Kräfte geführt, auch wenn zukünftige Versionen von umlaufenden Lasern angetrieben werden, die in der Lage sind, viel stärker konzentrierte Stromstöße zu erzeugen. Hunderte von Jahren in der Zukunft, ein gigantisches Segel in Texasgröße, das an ein Raumschiff befestigt ist, könnte uns erlauben, benachbarte Sternsysteme innerhalb weniger Jahrhunderte zu erreichen (das nächste ist 4,3 Lichtjahre entfernt).

7Kolonisieren Sie den Mond statt des Mars

Bei der Suche der Menschheit nach einem zweiten Zuhause scheint Mars der wahrscheinlichste Kandidat zu sein, aber die Besiedlung unseres relativ gastfreundlichen Nachbarn ist eine um mehrere Größenordnungen kompliziertere Aufgabe als alles, was zuvor versucht wurde.

Wieso sich die Mühe machen? Der Mond erweist sich aufgrund seiner Nähe zur Erde als viel praktikabelere Option. Die Entfernung ist jedoch nicht die einzige Überlegung, denn Terraforming-Teile des Marslandes wären aus geographischen Gründen eine Herkulesanstrengung.

Die Terraformierung des Mondes wäre aufgrund der Fülle an ausgedehnten, unterirdischen Höhlensystemen, die durch uralte Lavaströme geschaffen wurden, viel einfacher zu handhaben.

Eine Basis oder Kolonie, die sich unter der Mondkruste befindet, könnte uns vom Sonnenstrom abhalten und Schutz vor Strahlung, extremen Temperaturverschiebungen und gelegentlichen Einflüssen der Oberfläche bieten. Außerdem hat der Mond eine Vielzahl von Kratern. Diese könnten leicht gewölbt sein und einen menschenfreundlichen Lebensraum schaffen, in dem Temperatur, Druck und Sauerstoffgehalt leicht reguliert werden können.

6Skin-enge, muskulatursimulierende Raumanzüge

MIT-Forscher hoffen, die ikonischen, sperrigen Raumanzüge durch ein schlankes neues Modell ersetzen zu können, das ebenso ein Adidas-Trainingsanzug sein könnte.Zukünftige Astronauten müssen beweglich genug sein, um Steine ​​zu erheben und im Erdreich zu graben, während sie Planetenoberflächen erkunden.

Gegenwärtige Raumanzüge schränken die Bewegung ein, und die wenigen Male, an denen Menschen auf eine außerirdische Oberfläche getreten sind, waren sie weniger beweglich. Die MIT-Version des Raumanzugs ist ein körperbetonter Ganzanzug, der als zusätzliche Wand aus Muskelspulen dient, die in den Anzug eingebettet sind und die Körperbewegungen von Astronauten kontrahieren und ergänzen können.

Am wichtigsten ist jedoch, dass die Wicklungen den Anzug unter Druck setzen und die derzeitige Technologie, die die heutigen Anzüge mit Gas aufbläht, ähnlich wie ein Ballon, ersetzt. Ohne die Notwendigkeit eines Druckraums, der die Astronauten vor dem Vakuum im Weltraum schützt, müssen zukünftige Anzüge nicht mehr sperrig und groß sein.

Das Material reagiert auf die Körperwärme des Trägers und schaltet sich ab, wenn es nicht verwendet wird. Und die Spulen selbst bestehen aus einer Nickel- und Titan-Legierung mit Formgedächtnis - einem flexiblen, elastischen Material, das sich „erinnert“ und in vorherige Formen zurückverwandelt werden kann. So können Astronauten es schnell abnehmen oder anziehen. Außerdem sieht es nicht halb so schlecht aus.

5Schicken von Embryonen in den Weltraum statt mit Erwachsenen

Project Icarus ist die vielleicht verrückteste Lösung für das Problem ausgedehnter Weltraumreisen und schlägt vor, Embryonen anstelle von Astronauten zu schicken. Wenn wir uns schließlich im Universum ausbreiten, wird die Dauer unserer Reisen die funktionelle Lebensdauer eines Menschen schnell erreichen oder übertreffen.

"Sleeper Ships" oder "Seed Ships" würden als riesige Gefriergeräte fungieren, die Massen von Embryonen durch den Weltraum bringen, um entfernte Exoplaneten zu kolonisieren und möglicherweise - gemäß Ikarus - die menschliche Rasse neu zu starten, falls ein solcher Bedarf jemals entstehen sollte. Dies würde mehrere Probleme abmildern: Das Schiff muss nicht zu schnell sein, Embryonen können leicht vor Strahlung geschützt werden, und Sie vermeiden es, Erwachsene zu schicken, die nichts weiter tun müssen, als nur die Daumen zu drücken. Bei der Ankunft wurden die Embryonen in künstlichen Gebärmutter inkubiert.

Offensichtlich ist diese Idee ziemlich fantastisch und wird von den großen Weltraumagenturen nicht verfolgt, aber es ist eine interessante Überlegung für die ferne Zukunft, selbst wenn die möglichen Nachteile einer solchen Vereinbarung mit sich bringen. Vor allem die Aufzucht der Kinder wäre problematisch.

4 wachsende Pflanzen im Mars- oder Mondboden für Lebensmittel

Ein Problem für zukünftige Weltraum-Kolonisten ist die Ernährung. Es ist nicht machbar, konstante Nahrungsmittellieferungen zu erwarten, wenn die Menschheit einen zweiten Außenposten im Sonnensystem aufbaut. Sie müssen also einen Weg finden, sich selbstständig zu machen. Als mögliche Lösung versuchte ein Team von Wissenschaftlern mit unterschiedlichem Erfolg, Pflanzen in verschiedenen Arten von außerirdischem Boden anzubauen.

Die Erde wurde von der NASA geliefert, die verschiedene Arten von Böden von Vulkanen hier auf der Erde sammelt, die die Zusammensetzung der auf Mond und Mars gefundenen Erde nachahmen. Der einzige Unterschied zwischen diesen und den natürlichen Böden der Himmelskörper sind Spuren von Ammonium und Nitraten, die die Fruchtbarkeit des Bodens verbessert haben könnten.

Das Team pflanzte eine Vielzahl von Sämlingen in diese Böden, darunter Weizen, Karotten, Tomaten und Senf. Sie pflanzten auch mehrere Arten, die atmosphärischen Stickstoff in Nahrung umwandeln würden, da die Pflanzen Stickstoff als Nahrung benötigen.

Sie stellten fest, dass einige Pflanzen auch ohne Nährstoffzusatz auf die außerirdischen Böden kamen. Der marsianische Boden erwies sich als die beste Wahl, während die Mondproben am wenigsten gastfreundlich waren. Interessanterweise erging es den marsianischen Pflanzen sogar noch besser als den Kontrollen, die in Böden gezüchtet wurden, die vom Flussboden geschöpft wurden. Es gibt jedoch noch einige Fragen, da die Einführung der Mikrogravitation die Angelegenheit weiter komplizieren könnte. Wassereinlagerungen könnten auch die Dinge radikal verändern, da die Proben in der Studie in Töpfen gezüchtet wurden.

3Diverting Asteroiden durch Schmelzen mit Lasern

Asteroideneinschläge sind ein dringendes Anliegen. Wir sind seit einiger Zeit nicht mehr von einem Großen getroffen worden. Und da die Erde regelmäßig von großen Weltraumgesteinen zerschlagen wird, müssen wir uns möglicherweise mit der Möglichkeit einer totalen Vernichtung befassen.

Einen Asteroiden mit einer riesigen Bombe in Fetzen zu blasen, ist keine praktikable Option - die Explosion würde einfach viele kleinere Stücke erzeugen, die über unseren Planeten regnen würden. Die beste Lösung scheint das Schmelzen eines kleinen Asteroidenflecks mit einem Hochleistungs-Orbitallaser zu sein.

Es wurden verschiedene Lasersysteme vorgeschlagen, darunter DE-STAR, das verdächtig wie ein riesiges, offenes Streichholz aussieht. Eine Seite enthält Sonnenkollektoren, die die Sonnenstrahlen konzentrieren, und die angrenzende Oberfläche erzeugt ein Array von Lasern, die sich zu einem einzigen Strahl vereinigen.

Erstaunlicherweise konzentriert sich der Strahl auf einen Asteroidenfleck mit einem Durchmesser von 30 Metern (100 Fuß) aus einer Entfernung von mehr als 148 Millionen Kilometern (92 Millionen Meilen), was ungefähr der Entfernung von der Erde zur Sonne entspricht. Dies gibt dem Asteroiden buchstäblich einen brandneuen Schwanz, und das Ausstoßen von Material wird den Felsen von unserem Planeten ablenken. Ein System dieser Komplexität wird wahrscheinlich nicht für weitere 30 bis 50 Jahre fertig sein, da jede "Klappe" des Streichholzheftchens eine Länge von fast 10 Kilometern haben muss.

2Kontrollen von Sonden mit 'Klettverschluss'

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA entwickelt eine Reihe von Robotern mit "klebrigen Fingern" mit unübertroffener Fingerfertigkeit. Getaufte Lemur-Bots - es gibt mehrere Varianten - diese Roboter haben mehrere Anwendungen, aber sie werden für ihre Fähigkeit geschätzt, angeblich Asteroiden einrasten zu lassen.

Die Kontaktaufnahme mit einem Asteroiden oder Kometen ist eine unglaubliche Leistung mathematischer Koordination, aber einen solchen Weltraumfelsen nach Belieben greifen und loslassen zu können, ist eine beispiellose Aufgabe. Der Lemur-Bot verwendet Hunderte von winzigen Mikro-Wirbelsäulenankern, die Oberflächen erfassen und dann ebenso leicht lösen können, sodass der Bot auf seine lustige Art und Weise gehen kann.Es ist im Grunde das gleiche Prinzip hinter dem Klettverschluss.

Die beweglichen, mit der Wirbelsäule bedeckten Gliedmaßen des Lemurs ermöglichen es ihm, die Oberfläche von Kometen zu erkunden, und bleiben dabei lange genug fest, um Proben zu sammeln. Diese Brocken von Weltraummüll haben buchstäblich keinen Einfluss auf die Schwerkraft, so dass selbst ein starkes Niesen sie leicht in den Weltraum schicken könnte. Der Roboter könnte auch zum Mars geschickt werden, wo er mit Hilfe des Klettverschlusses die Seite der Lavatuben hochskalen kann, um Proben für die Analyse zu sammeln.

1man-Made Pflanzen zur Herstellung von Sauerstoff

Astronauten neigen dazu, ohne Sauerstoff ziemlich schnell zu sterben. Wäre es nicht schön, wenn wir einen einfachen Weg hätten, Atemluft zu erzeugen? Julian Melchiorri, Student am Royal College of Art, glaubt dies und hat ein synthetisches Blatt entwickelt, das Sauerstoff erzeugen kann.

Das Roboterblatt enthält Chloroplasten, die biologischen Umwandlungszentren, die in realen Pflanzen gefunden werden. Diese winzigen Sauerstofffabriken sind in einer Matrix aus Seidenproteinen suspendiert und wandeln CO um₂, Wasser und Licht in notwendigen Sauerstoff für die Menschen im Weltraum. Es ist nicht nötig, sich über die Auswirkungen der Schwerelosigkeit Gedanken zu machen, was unsere Versuche, echte Pflanzen im Weltraum anzubauen, behindern kann.

Das Blatt könnte das Terraforming weit entfernterer Gebiete wesentlich erleichtern, da eine dünne Beschichtung aus diesem Material überall aufgetragen werden kann. Es könnte zum Beispiel die Wände und Decken unserer zukünftigen Lebensraumlebensräume auskleiden und eine lebendige Umgebung in jeder geschlossenen Struktur schaffen.

Die einzige notwendige Ressource ist Wasser, da Licht reichlich und CO vorhanden ist₂ wird von Astronauten rund um die Uhr produziert. Wasser sollte leicht zu beschaffen sein, da die NASA und andere Weltraumbehörden die Techniken zur Umwandlung von Urin in Trinkwasser H bereits perfektioniert haben₂O immer und immer wieder.