在哪里下?

在哪里下?

有研究扩大在我们的太阳系以外,人类是一个新的太空时代的风口浪尖。我们转向UCF科学家揭示太空探索将是什么样子的未来。 

夏季2016 |通过 拍拍duggins”84 和劳拉学家油菜

航天飞机计划的最后的倒计时开始了2011年7月8日的时候, 亚特兰蒂斯 从NASA肯尼迪航天中心(KSC)发射升空。它来到一个尾13天后,当飞船滑翔下来KSC的15,000英尺的跑道,并停了下来。一些人认为,这最后一次飞行标志着美国结束太空探索。但没有什么可以进一步从真相。

自那时起, 好奇心 火星车成功登陆火星。 旅行者1号 成为第一个人造飞船到达星际空间。 新视野 飞过冥王星,发回矮行星的第一个图像。商业太空飞行公司蓝色起源和SpaceX公司成功发射和降落的火箭回到地球,证明可重复使用火箭的可行性。和斯科特凯利打破了由美国在太空度过最长的连续时间记录宇航员 - 花340天登上国际空间站 - 提供有关扩展太空旅行对人体的影响的有价值的信息。

它是安全地说,太空探索是比两个工作寻找新的,更便宜的方式来探索我们的太阳系以外的私营和公共部门以往任何时候都更强大的努力。所有我们正在学习的最后疆界,在铀转化设施的科学家和其他地方与期待向前看。他们的兴趣提高了谁的资金,这些探索性的努力,我们如何到达遥远的行星,谁领导负责,为什么宇宙的好奇心是值得的,现在因为它是当NASA开始超过50年前的问题。


建立伙伴关系

因为航天飞机计划的模板,出现了关于空间私有化媒体的讨论。而这是真的,私营公司将在太空探索方面发挥更大作用,NASA将继续发挥不可或缺的作用。事实上,商业公司和美国航空航天局一直共同努力。

“有一个关于误解的一点,”说 约书亚科尔韦尔,教授 行星科学 和助理署长 佛罗里达太空研究所 (FSI)。 “私营企业一直参与一切NASA一样。航天飞机巨大的部分是由私人公司建造“。

在美国航空航天局的官员同意。这样的一个例子是阿波罗计划。比赛进行到月亮在60年代期间,商业公司建设一个把尼尔·阿姆斯特朗在月球表面的硬件发挥有意义的作用。成长, 戴尔·托马斯,美国航空航天局马歇尔太空飞行中心原副主任,记得看他的父亲,对通用电气的员工,打造阿波罗推出序。

那次经历激起了他在太空的商业利益,特别是在怎么样的美国航空航天局和私营行业的上市公司能够更好地协同工作条件。他开始与21世纪初探索这个更 航天发射倡议,美国航空航天局之间和国防与可重复使用的车辆研究合约开始,就像由SpaceX公司和蓝色起源研制的火箭部门联合研究和技术项目。

在整个过程中,托马斯和他的团队在马歇尔中心提供了指导,并讨论对SpaceX是遇到的问题可能的解决方案。

的伙伴关系,他说,“我们从来没有看到它作为一个非此即彼/或命题。我们认为这是很好的一直是私人行业正在努力开发更便宜的方法去的轨道。”

根据科尔韦尔,前进的主要变化是“我们将让SpaceX公司设计的火箭,和美国宇航局将购买服务,以将宇航员或材料到空间站,而不是启动它的设计和NASA拥有一个火箭。”


“我们已经创造了商业运营能力做了很多需要在低地球轨道上做什么。我看到,市场是真正的商业服务领域,而政府继续推动边疆去“。
拉蒙·卢戈,佛罗里达太空研究所所长

最终,这些类型的伙伴关系,减少与建设,飞行和维护空间飞行器相关的总成本。但美国宇航局仍然将肩负在空间屡创新高的代价。

认为美国航空航天局与商业公司合作为类似横贯大陆的铁路在19世纪的发展,这提供了更快,更便宜的出行方式,从纽约到加利福尼亚州。政府机构资助了最初的基础设施,清算路径和铺轨。一旦基础设施建立,民营企业被带到运行,调度和维护列车。

同样的原则可以在将来应用到低地球轨道。

“我们已经创造了商业运营能力做了很多需要在低地球轨道上做什么,说:” 拉蒙·卢戈,FSI,这是基于在铀转化设施的主任。卢戈,美国宇航局格伦研究中心的前主任,继续说,“我看到,市场是真正的商业服务领域,同时政府将继续推动边境出来。”

卢戈,科尔韦尔和托马斯都同意这将是一个理想的关​​系。政府应支付的资源和新技术更多地了解我们的太阳系,而私人行业应寻找新的方法来改善这让您正在做。

这种伙伴关系超出了美国为好。为了到达太阳系的新的深度,美国航空航天局和私人行业将需要与欧洲,俄罗斯和日本的工作,就像我们对国际空间站。这些合作已经有像美国航天局的项目开始 猎户座 携带燃料的航天器的一部分 - 飞船,携带其目的宇航员到更远的空间比以往任何时候都预定推出在2017年实现这一目标,美国航空航天局与欧洲航天局,其提供的服务模块合作。

“从长远来看,我们将与所有国际伙伴合作,包括中国人和俄罗斯人,说:”丹尼尔dumbacher,在美国宇航局总部设在华盛顿特区的前副助理署长勘探系统开发“这将演变成一个合作伙伴,因为没有一个国家能够自己做到这一点。”


Asteroid illustration

降低成本

如果你认为在全国范围内驾驶需要很长的时间和天然气价格昂贵,尝试飞向火星。在其最近的地方,它仍然从地球34800000英里和 可从约150至330天到达的任何地方采取。甚至与最有效的飞行计划,它仍然是 一个能源密集型企业,需要几吨推进剂.

作为实际成本, 业内人士$ 200十亿港币$ 3,200十亿之间估计美国航空航天局把人类在火星的红色,尘土飞扬的土接触 - 远远超过他们的$ 8十亿的年度预算为人类探索。即使是价格适中的火星一个,那要派人在单程殖民这颗红色星球的,总部设在荷兰的非营利,估计$ 6十亿发送第4人。 (虽然专家高度怀疑的估计。)

这就是刚刚在我们太阳系最近的行星之一。做出这样的跳闸可能,科学家们正在寻找方法来降低成本,包括开发可重用火箭和识别潜在的中途停留,以减少燃料的使用量。

“很多太空探索的未来是可重用性和SpaceX公司正在考虑的是,”科尔韦尔说。 “航天飞机可重复使用,但因为它是这样一个庞大而复杂的系统......它并没有真正把成本降下来,他们原本想到它会的方式。 SpaceX公司,而另一方面,现在经常恢复他们的第一级助推器,他们已经宣布计划胶囊以低得多的成本发送到登陆火星在2018年比它本来的老发射架构。 ”

另一种方式来降低成本,是寻找创造性的解决方案,以减少燃料的使用和危害降到最低。这就是 飞马教授温贝托·坎,小行星专家,可以起到很大的作用。他和教授丹尼尔布里特被选定审查 将机器人航天器发送到近地小行星概念从其表面抓住一个多例巨石,并重新定位空间岩石块成绕月球轨道。需要这一使命的新技术将允许科学家们研究小行星离地球最近,也有利于铺平了道路,在未来15至20年载人火星任务。


而不必宇航员直接飞到红色星球,将涉及危险着陆的表面,美国宇航局是关于火星的两颗卫星中的一个短暂停留的思维。这些轨道卫星的少重力崩溃航天器,没有气氛燃烧起来。

这里是如何可能的工作。而不必宇航员直接飞到红色星球,将涉及危险着陆的表面,美国宇航局是关于火星的两颗卫星中的一个短暂停留的思维。这些轨道卫星的少重力崩溃航天器,没有气氛燃烧起来。上一次 福波斯,火星的两颗卫星中的较大,宇航员侦察火星上安全着陆网站,并在着陆时会更好地准备他们,也让他们节省燃料。

“火卫一似乎有一个类似的组成多种类型的碳质小行星,所以学习如何使用[小行星的资源]是睡前火卫一的第一步,”说 菲利普·梅茨格在FSI的行星科学家谁专门从事技术开采小行星,地球上的月球和火星。

在未来的50年内,科学家们预言美国宇航局将会对月球和火星都行之有效的基地。这些基地将让宇航员利用自然资源的大部分时间,他们需要什么生活和工作,以及铺平道路,为更遥远的目的地探索,像木星的卫星的方式。


Space robot illustration

使用机器人

NASA希望把宇航员送上火星在21世纪30年代,但还有很长的路要走人将永久生活在那里。跃跃欲试其他行星对人类的一个流行的策略包括使用机器人。

梅茨格,谁在NASA工作了29年,称此为自举太阳系。在2013年, 他写了一篇论文为 航天工程杂志 这样做只是, 赢得白宫立即注意.

“适当设计的机器人将不会前往太阳系的遥远距离,人类面临的问题,他们可以建立,使我们遵循基础设施,写道:”梅茨格。 “前几十年中,一个重要的产业可能使用的技术,大部分在月球和小行星带被建立,只有适度发达的今天超越的最先进的技术。在这之后,人类的前哨,实验室和观测站随处涌现的柯伊伯带和汞之间“。

火星,Metzger的设想机器人使用土壤和3- d打印机创建必需品,如着陆焊盘更安全到达和辐射屏蔽周围的栖息地,以尽量减少宇航员的暴露于恶劣的环境。机器人也将被用来建造建筑物。


“适当设计的机器人将不会有问题旅行太阳系的遥远距离,人类有,他们可以建立,使我们遵循的基础设施。”
菲利普·梅茨格在FSI行星科学家

梅茨格目前正在做的是最后一部分可能。他将成为UCF的铅接触对最近获得项目开发3-d印刷技术在火星上创造的建筑物,使用这个红色星球上发现的天然粘土。通过创建基于信息模拟火星粘土他们知道从火星车,梅茨格和他的团队,在与深空产业合作,将展示如何使用机器人来构建从可用资源的建筑是可能的。

同时游戏的计划是让机器人先于人类送上火星,机器人也将是使命的每一个部分重要的一次航天员做到货,作为导游,球探和助理。这个词是共同的机器人。

“机器人将无处不在,”梅茨格说。 “比方说,你在流动站驾驶。您可以发送无人机在你前面侦察你要去哪里。无人机拍摄照片并将其发送回。宇航员,与任务控制中心的帮助下,做出下一步去哪里的决定,所以他们不开车悬崖或使他们能够得到一个更有趣的地质网站上找到更好的样本“。

结合机器人和宇航员的任务可能平息是否使用载人或无人飞船去探索宇宙的古老说法。


Astronaut on Mars illustration

了解更多

每当争论开始了资助美国太空计划,有人总是问,“为什么我们不能在这里花的钱在地球上?”研究,但是,显示港币$ 7至$ 40回报投资空间的每一美元,其中大部分用于其在地球上的应用空间探索取得的技术和发明的。

假设太空计划的目标在未来成为更加雄心勃勃,所以会认为将需要亟待解决的问题。探索这些问题,但是,会产生一些好处。举个例子视力,骨骼和肌肉损失的宇航员发现的问题,从太空返回后。

Illustration of smartphone health app

dumbacher熟悉这种类型的研究。他以前跑了NASA的有效载荷运营中心,在那里他的工作是监督科学研究国际空间站。关于如何失重的影响,这包括研究人体。

“黄斑变性和肌肉和长途太空飞行后看到的骨质流失非常类似于这里的自然老化过程在地球上,” dumbacher说。 “通过在太空中度过更长的时间,我们可以了解更多关于人体和它是如何工作的。”

宇航员斯科特凯利的340天航在国际空间站上长期空间飞行对人体的影响的案例研究。降落在哈萨克斯坦三月后,凯利报告说,皮肤灼热,皮疹和流感样症状。返回地球,甚至三个月后,他报告说,腰脚酸痛,僵硬的腿和疲劳。

“但是这就是为什么我们这样做,”他他的第一个地址,美国航空航天局的员工在5月份时说。 “我们需要学习这些东西,如果我们打算去火星。”

而他在太空中,他的同卵双生兄弟,马克是一位退休的宇航员,参加了医疗实验部分在地球上,所以NASA能够更准确地比较对兄弟不同环境的影响。科学家们继续关注这对双胞胎了解更多,在漫长的旅途发送人类变成虚空之前解决诸如骨骼和肌肉的流失问题的希望。而这些解决方案可以转化为地球上的医学进步。


“这么多的进步空间制成,和学生在一个位置,现在他们真的可以创造未来。”
约书亚科尔韦尔,行星科学教授

除了更好地了解健康问题,卢戈点,更高效的通信卫星的潜力,这可能导致在地球上更好地与卫星相关的服务。需要较长的太空任务新技术, 一个可能的解决方案是电离子引擎,使用较少的燃料。这种想法可能会降低轨道卫星的成本,反过来,消费者服务,如有线电视和互联网的价格。卢戈声称,充燃料发动机将卫星的使用寿命更长。

“很多次,卫星退出服务的,而不是因为卫星从操作的角度来说不再是可行的,但由于我们的气体跑出来,”他说。 “和而不是持续10年来,[有充燃料发动机卫星]可能会持续30年或40年。”卢戈说,这些节约的费用可以一起传递给消费者。


薪火相传

为科尔韦尔,太空探索的最大的好处 - 现在和未来 - 被授权下一代太空探险的看向星星,看到了无限的可能性。

“我认为空间更广阔的访问是伟大的,我们作为一所大学,因为它给了我们更多的机会获得参与空间项目的学生。这是我们真正追求的东西之一,”他说。 “这么多的进步空间制成,和学生在一个位置,现在他们真的可以创造未来。”

Illustration of Jupiter

由Brian boesch插图


拍拍duggins '84 是阿拉巴马州公共广播电台新闻部主任和国际上获奖的记者。他已覆盖103次航天飞机飞行任务,并写了两本书: 最后的倒计时:美国航空航天局和航天飞机计划结束开创性的火星:美国宇航局的下一个巨大的飞跃.