泰坦上的飞机和月球上的管道：NASA正在考虑的狂野的未来技术

美国宇航局（NASA）的先进概念计划，旨在“使不可能成为可能”。现在，已经选择了14个值得进一步研究的项目。

未来的太空探索需要伟大的想法，美国宇航局不反对考虑一些大胆的想法。NASA的创新先进概念（NIAC）计划正是为此而存在的，它已经选择了值得初步研究的下一批概念。

美国宇航局昨天宣布，最新一轮的 NIAC 资助授予了14个研究团队，每个团队获得17.5万美元，用于进一步发展他们的概念。在这14个中，有10个是首次获得NIAC。这些都是初步的第一阶段研究，需要在九个月内完成。

NIAC的项目主管迈克尔·拉普安特（Michael LaPointe）在声明中说：“NIAC的第一阶段研究，有助于NASA确定这些想法是否能为未来的太空探索能力奠定基础，并实现令人惊叹的新任务。”

在第一阶段的成功，就可以看到其中一些概念转移到第二阶段。在第二阶段，研究人员将获得更多资金，并再获得两年时间来进一步开发他们雄心勃勃的计划。只有少数人能进入第三阶段。

NIAC的拨款通常涵盖广泛的空间利益，今年的选择也没有什么不同。NASA在地球和空间科学、空间探索，以及对航天局特别重要的推进阿尔忒弥斯议程之间取得了平衡，NASA正在寻求可持续和长期的重返月球计划。

飞翔的 AirTitan

其中，更引人注目的概念是由行星企业的行星科学家奎因·莫雷（Quinn Morley）设想的AirTitan项目。以前已经有人提出过探索土星卫星泰坦的各种概念，美国宇航局已经在准备蜻蜓任务，但莫雷的想法显然是更高一级的。自动驾驶的 AirTitan 飞行器在泰坦厚厚的大气层中飞行，就像在它的甲烷湖上航行一样舒适。

奎因·莫雷设想 AirTitan 每天都有航班，因为它可以无缝地从水路（呃，是甲烷船?）过渡到飞机。除了对土卫六复杂的大气进行采样外，探测器还将收集和分析液体样本。事实上，土卫六具有重要的天体生物学意义，因为它可能拥有生命起源前的有机化学物质。也就是说，厚厚的油湖可能会带来问题，但奎因·莫雷表示，充气机翼衬垫可以“提供弹性，减轻污泥积聚的问题。”

天文卫星巨型星座

NASA也对麻省理工学院玛丽·纳普（Mary Knapp）提出的长波大天文台（GO-LoW）概念感兴趣。这个天基天文台将由数千颗相同的卫星组成，它们在第五地球-太阳拉格朗日点（L5）工作。通过寻找频率在100千赫到15兆赫之间的无线电发射，该卫星阵列可以研究遥远系外行星的磁场，并探测到与地球相似的岩石系外行星。

上图：描述了使用低频矢量传感器的长波大天文台(Go-low)。

玛丽·纳普表示：“快速失败、成本低廉的方法与传统做法大相径庭，”他补充道，“SpaceX和其他进入运载火箭市场的新公司，通过制造创新和巨型星座背后的规模经济，推动了市场成本越来越低。”

球束（Pellet-beam）推进

NASA希望加州大学洛杉矶分校的阿图尔·达沃扬（Artur Davoyan）进一步发展他的球束推进系统概念，这位机械和航空航天工程师设想将重型航天器运送到太阳系目标，甚至进入星际空间。这个被提议的推进系统将使用粒子束（由激光推动的微观超高速粒子束），将宇宙飞船推到预定的位置。与其他概念不同，球束允许重型航天器的运输，阿图尔·达沃扬说，这“极大地增加了可能执行任务的范围”。

上图：突破性空间探测用球束推进装置。

他声称，球束推进可以在不到一年的时间内将有效载荷送到外行星，并在大约3年的时间内到达地球-太阳距离（AU）100倍以上的距离。对于目前的研究，阿图尔·达沃扬将考虑使用球束在不到20年的时间内将1吨有效载荷运输到500 AU的有效性。作为参考，冥王星距离地球“只有”35.6天文单位（AU），而45年前发射的NASA旅行者2号现在距离地球大约133天文单位（AU）。

月球南极的氧气管道

NASA的阿耳特弥斯（Artemis）计划的一个关键优先事项是在月球上保持可持续的存在，这是一个挑战，NASA可以通过使用现场资源来克服这一挑战，例如从月球表层（土壤）和水冰中提取氧气。休斯敦月球资源公司的彼得·柯雷里（Peter Curreri）对此表示赞同，但他并不支持NASA目前的计划，他解释道：

目前资助的原位（现场）氧气提取工作，包括将氧气装入压缩气罐或将其液化并储存在杜瓦瓶中。无论哪种方法，都需要用卡车把罐子或杜瓦瓶运到各种设施中使用。在月球车上移动氧气的过程比提取过程更耗能，考虑到资源提取区域将距离人类栖息地或液化工厂很远，因此被认为是在月球上获得就地氧气的最昂贵的方面。

相反，彼得·柯雷里建议在月球南极建造一条月球管道，因为月球的大部分水冰都位于那里。这个概念引起了美国宇航局的注意，并获得了第一阶段的研究经费。

这些管道将为定居者提供源源不断的宝贵氧气，同时也将分散的定居点连接起来。彼得·柯雷里说：“从来没有人在月球上铺设管道，它将彻底改变阿耳特弥斯计划在月球表面的运作，降低成本和风险。”

在火星上种植砖块

NASA也把目光放在了火星上，所以它想让内布拉斯加大学林肯分校的工程师靳康瑞（Congrui Grace Jin）具体化她在火星上种植砖的想法，而不是从地球上进口砖。事实上，定居者需要在火星上建造建筑，但这需要在不同的任务中发射、运输材料，增加了成本。更实际的是，靳康瑞的研究“提出，与其将预制的舾装件运往火星，不如通过使用蓝藻和真菌作为建造剂，在原地建造栖息地。”

这些微生物将被诱导产生生物矿物和聚合物，将火星风化层粘合成积木。靳康瑞表示：“这些自我生长的积木，后来可以组装成各种结构，比如地板、墙壁、隔板和家具。”

上图：生物矿化使火星上的栖息地装备能够自我生长。

以上这些只是 NASA 为今年的 NIAC 拨款选择的14个概念中的几个。你可以在NASA网站上了解更多关于其他研究计划的信息。需要明确的是，这些概念还没有被批准为实际项目 —— 它们都需要通过NASA的取样测试。这些想法中的一些，甚至全部可能会夭折，但这些猜测总是值得的，是对最终可能发生的事情的预览。

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