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      美國宇航局400萬美元懸賞“異想天開”

      更新時間: 2006-01-10 09:07:13來源: 粵嵌教育瀏覽量:2708

        美國宇航局特設智囊機構資助新奇點子,每年預算高達400萬美元

        假設身高僅10厘米的機器人卻能幫你完成星球探索的宏偉夢想;假設在外星球惡劣環境下成長起來的轉基因作物搬上你家的餐桌;假設浩瀚太空中“針孔”照相機的視野中出現了屬于你的那顆星;假設你在衛星和月球表面之間架起的“天梯”里欣賞太空奇景……這些新奇的點子聽上去匪夷所思,像是科幻小說中的情節,考驗著你所有的想像力。而它們卻都是在美國宇航局(NASA)支持下的重要研究課題。 

        

        本報綜合報道 為鼓勵新奇大膽、對太空研究有幫助的科學項目,NASA特意設立了前瞻性獨立智囊機構“先進理念研究所”(NIAC)。該組織的理念是:鼓勵異想天開,即便是你的研究項目目前處于實驗階段,或僅僅存在于想象中。

        “NIAC創立的目的就是為了鼓勵超出NASA目前研究范圍的新的、革命性的概念。研究所正在尋求宏大的想法和前景。這些宏大想法可能催生新科技。我們明確表明,這種概念并不必是在目前的技術層面上可操作的,也不必被現代科學完全理解。”NIAC所長羅伯特·卡薩諾瓦這樣來形容NIAC的“異想天開”。據悉,NIAC每年預算高達400萬美元。 

        去年10月,NIAC在美國科羅拉多州舉行了第7屆年度會議。科學家們聽取了去年所資助項目的進展情況。

        北卡羅來納州立大學微生物學家埃米·格倫登是在其他行星上種植轉基因作物的提案人。她的靈感來自于在地球極惡劣環境下生存的微生物。“從目前掌握的生物化學和生理學知識,我們可以找到為這些微生物提供變體的確切基因。我們為何不將這些基因植入其他植物,比如黑麥,幫助它們對抗惡劣環境?”如果格倫登教授的想法成真,執行長期任務的宇航員就能輕松上陣,只需攜帶種子,而非體積和重量大好多倍的糧食去太空遨游了。

        新墨西哥州礦業和理工學院研究人員佩內洛普·波士頓和麻省理工學院專門研究太空機器人的史蒂文·杜博夫斯基將目光投向了太空探索。他們試圖用自己的研究將人類探索太空的能力拉升一大截———將成千上萬個10厘米寬的球形機器人散布在行星表面。這些由燃料電池驅動的小型機器人十分靈活,可通過彈跳、滾動等多種運動方式,到達科學家們感興趣的崎嶇地帶。由于活動范圍大,科學家們匯總他們提供的信息后,還能繪制完整反映地貌的行星地圖。更神奇的是,每個機器人還可隨意定制,比如安上照相機、探測器、分光計等,為太空探索提供更為完善的信息。

        麻省理工學院研究人員達瓦·紐曼提出的“生物太空服”引起了各界媒體的廣泛關注:“穿上這種新太空服,就像穿上緊身潛水衣一樣,還可以在星球表面輕松彈跳,而不用像現在穿著臃腫的太空服,還得背著笨重的氣袋。”

        談到一輪的提案征集時,NIAC所長卡薩諾瓦說道:“NIAC希望通過征集奇思妙想以激發人們的想像力。我們正努力激勵美國的天才們發現不同的做事方法。”(張婧婧)

        新聞背景

        新概念要過兩道關 

        NIAC旨在推動太空技術飛躍 

        NIAC是美國宇航局(NASA)旗下的獨立研究機構,旨在推動太空技術的發展。始創于1998年,位于美國佐治亞州的亞特蘭大市。所長羅伯特·卡薩諾瓦是一位航天工程師,此前效力于佐治亞技術研究所。

        在官方網站上,NIAC這樣介紹自己———NIAC尋求能給NASA發展和使命帶來巨大影響的革命性太空概念。NIAC鼓勵提案者提出超越現階段航天系統的新概念;NIAC尋求建立在合理科學原理基礎上、在10到40年的時間框架內可達成的、能延升想像力的前瞻性觀念。卡薩諾瓦曾這樣說過:“我們要的不是改良,而是跨越式的想法。”

        NIAC通常分兩階段贊助研究,每年在階段約有12項研究合同。2006年階段提案的截止時間為2月13日午夜,獲贊助者名單將于4月或5月宣布。NIAC鼓勵通過互聯網提交議案。截至目前,已有數十名研究人員提交了方案。NIAC專門聘用了一個科學技術專家團評審議案。

        被選為階段合同的議案通常獲得價值7.5萬美元、為期六個月的研究合同,以驗證概念的可行性并找出必須克服的困難。階段研究成本、性能、研發時間及技術等可行性指標,具有前景的概念將在第二階段深入研究。第二階段研究周期長達兩年,并能獲得40萬美元的研究資金。

        在1998年NIAC輪資助中,華盛頓大學的空間物理學家羅伯特·威格利就以他的微磁球等離子推進概念(M2P2)中選。

        以這個概念,從地球去冥王星一趟只需要6年,而不是像現在的技術需要10年。NASA的首席技術顧問穆雷·赫辛貝恩也承認,M2P2項目讓NASA開了眼界。

        此外,從2005年起,NIAC開始向在校“有創造力和革新精神”的大學生提供獎學金。

        資助案例

        六大奇思妙想:從“天梯”到納米工廠

        NIAC在其成立近8年的時間內,先后資助過數十個研究項目。此前媒體廣泛報道的“天梯”也是NIAC資助的項目之一。按照美國科學家布拉德利·愛德華茲的設想,在運行于月球太空軌道上的同步衛星和月球表面間建立一個“升降機”,“升降機”由人造復合纖維纜繩拴住,衛星則好像飄蕩在太空中的風箏。

        1 噴霧式太空衣

        提案人:麻省理工學院航天工程學教授達瓦·紐曼。

        解決問題:NASA現有宇航服重達136公斤,宇航員穿著在火星上行走幾乎是不可能的事情。

        預期目標:由特殊儀器噴射出的光纖粗細的聚合物凝固而成,可緊密貼近宇航員身體,且不增加負重,輕薄如同人的“第二層皮膚”。新型太空衣能夠由埋在光纖中的體溫控制系統、附設的縫合接口甚至人造“外骨骼”加以調節,伸縮延展。宇航員甚至可以在星球表面彈跳。

        2 納米飛船配件

        提案人:納米技術責任研究中心科學家克里斯·菲尼克斯。

        解決問題:太空飛船配件龐大且易磨損。

        預期目標:操縱單個原子與分子,設計出只有分子大小的機器、先進的電子裝置以及“智能”材料。配件十分牢固,不影響設計的情況下體積能夠達到僅有一個原子大小;表面超級光滑,無須打磨或潤滑,長時間運行也不會磨損。

        3 核動力機器人

        提案人:美國空間技術工程公司馬太·格雷厄姆。

        解決問題:阻止域外星體撞擊地球。

        預期目標:研制出一大批核動力機器人,由它們共同鉆進隕石內部,用極大的力量把其拋到不會威脅地球安全的軌道上。

        4 火星探測氣球

        提案人:美國“全球航空公司”。它還是“勇氣”號和“機遇”號機械零件的主要供應商,參與了火星車發射前在地球上進行的各種模擬試驗工作。

        解決問題:目前人造探測衛星在火星軌道上的運行速度快且離火星表面遙遠,因此不能為研究火星表面物質提供詳實的參考資料:“勇氣”號和“機遇”號火星車雖然接觸到火星表面,但移動速度太慢且活動范圍有限,因此它們不能為科學家大范圍研究火星表面物質提供便利。

        預期目標:設計并制造氣球用的導航系統和所需攜帶的探測傳感器等裝置。

        氣球的飛行高度和速度適中,無需消耗大量燃料就能在火星表面大范圍移動,是觀測、研究火星表面物質的工具。

        5 月球運送天梯

        提案人:美國科學家布拉德利·愛德華茲博士,曾參與NASA“阿波羅”登月計劃和美國國防部“星球大戰”計劃。

        解決問題:目前執行衛星和月球表面運送任務的是宇航員,費時費力。

        預期目標:在運行于月球太空軌道上的同步衛星和月球表面間建立一個“升降機”,“升降機”由人造復合纖維纜繩拴住,衛星則好像飄蕩在太空中的風箏。滿載物資和補給的纜車可順“天梯”

        纜繩從天際中垂直落下,降落在月球的某一地點,宇航員可輕松到達月球表面任何角落,尋找地下的固態水。

        6 新世界成像儀

        提案人:美國科羅拉多大學研究人員韋伯斯特·卡什。

        解決問題:拍攝太陽系外行星的照片非常困難,因為這些星球散發的光線因恒星光照的干擾而模糊不清。 

        預期目標:在太空架起一個龐大的“針孔照相機”,即類似于“太陽鏡”的星光過濾器和收集器。“太陽鏡”架在距收集器20萬公里處,直徑1公里,中心處有一個直徑10米的圓孔,用以過濾干擾光線。

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