Πώς θα εξερευνήσουμε το άγνωστο Σύμπαν

Δύο από τα μεγαλύτερα διαστημικά έργα που έγιναν ποτέ ξεκίνησαν το ταξίδι ανακάλυψής τους αυτό το καλοκαίρι. Τον Ιούλιο, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb έστειλε τις πρώτες του εικόνες πίσω στη Γη. Στη συνέχεια, στα τέλη Αυγούστου, ο πύραυλος Space Launch System και η μονάδα Orion ετοιμάστηκαν για την παρθενική δοκιμαστική πτήση χωρίς πλήρωμα του προγράμματος Artemis.

Όμως, καθώς αυτές οι αποστολές ορόσημα κάνουν τα πρώτα τους βήματα, οι διάδοχοί τους έχουν ήδη παραταχθεί. Την τελευταία δεκαετία, το πρόγραμμα Innovative Advanced Concepts (NIAC) της NASA χρηματοδότησε έρευνα για νέα διαστημική τεχνολογία που ενθαρρύνει τους εφευρέτες να επωφεληθούν από τις νέες τεχνολογίες και να ξεφύγουν από τις παραδοσιακές ιδέες του τι πρέπει να είναι ένα διαστημικό σκάφος.

Ταυτόχρονα, ένας ολοένα αυξανόμενος αριθμός νέων χωρών και ιδιωτικών εταιρειών διαστημικής μεταφοράς ρισκάρουν σε νέες ιδέες. Με αποτελέσματα που κυμαίνονται από το καινοτόμο έως το εντελώς παράξενο, εδώ ρίχνουμε μια ματιά στο πώς μπορεί να μοιάζει το διαστημόπλοιο του αύριο.

Μια νέα εποχή διαστημικών πτήσεων πλησιάζει. Εδώ, εξερευνούμε την επόμενη γενιά διαστημοπλοίων που θα μας μεταφέρει σε μέρη του Ηλιακού μας Συστήματος που δεν έχουμε ξαναδεί.

Αναζήτηση στους ουρανούς

Εάν θέλετε να καλύψετε ένα πολύ έδαφος, ο καλύτερος τρόπος είναι να πας στον ουρανό

Στις 19 Απριλίου 2021, το Ingenuity Mars Helicopter Scout έγινε το πρώτο διαστημικό σκάφος που πραγματοποίησε ελεγχόμενη πτήση με κινητήρα στην επιφάνεια άλλου πλανήτη. Το ρότορα που μοιάζει με drone έφτασε στο Perseverance, το πιο προηγμένο rover της NASA που είναι οπλισμένο με βαρείς βραχίονες ρομπότ, όργανα και δυναμικούς φούρνους που μπορούν να ψήσουν και να αναλύσουν δείγματα εδάφους. Αντίθετα, το Ingenuity, το οποίο έχει μάζα μόνο 1,8 κιλά, φέρει μόνο δύο κάμερες.

Ό,τι του έλειπε στα όργανα, το Ingenuity αναπλήρωσε στην εμβέλεια. Ενώ η Perseverance χρειάστηκε να περάσει βδομάδες περνώντας γύρω από το εξωτερικό ενός χωραφιού γεμάτο ογκόλιθους, το Ingenuity πέταξε από πάνω του μέσα σε λίγα λεπτά και μπόρεσε να ανιχνεύσει το μονοπάτι μπροστά. Με τέτοια απόδειξη δυνατοτήτων, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ενώ το Ingenuity μπορεί να ήταν η πρώτη τέτοια πτήση, δεν θα είναι η τελευταία.

Ακόμη και πριν από την εκτόξευση του Ingenuity, η NASA σχεδίαζε ήδη να στείλει τον διάδοχό της, Dragonfly, στο φεγγάρι του Κρόνου, τον Τιτάνα, το 2027. Αυτό το φεγγάρι είναι ταυτόχρονα απίστευτα οικείο και εντελώς εξωγήινο. Όπως και ο πλανήτης μας, έχει ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο σε πίεση παρόμοια με τη Γη, ενώ το έδαφος διαμορφώνεται από βουνά και υγρές λίμνες. Μόνο που είναι -180ºC. Αντί για βράχο, τα βουνά είναι πάγος και οι λίμνες δεν είναι γεμάτες νερό, αλλά υγρό μεθάνιο και αιθάνιο. Υδρογονάνθρακες όπως αυτοί πιστεύεται ότι αποτέλεσαν τα δομικά στοιχεία της ζωής εδώ στη Γη. Θα μπορούσαν να το κάνουν και στον Τιτάνα;

Διαβάστε περισσότερα για τον Κρόνο:

• Γιατί ο Κρόνος έχει δακτυλίους;
• Οι εικονικοί δακτύλιοι και η κλίση του Κρόνου μπορεί να έχουν σχηματιστεί από την καταστροφή ενός αρχαίου φεγγαριού

Για να έχει την ευκαιρία να απαντήσει σε αυτές τις ερωτήσεις, το Dragonfly θα έχει σημαντικά μεγαλύτερη επιστημονική δύναμη από τον Αρειανό προκάτοχό του. Η αυξημένη ανύψωση των οκτώ ρότορων του, σε συνδυασμό με την πυκνή ατμόσφαιρα του Τιτάνα και τη χαμηλή βαρύτητα 1,4 m/s2, σημαίνει ότι το Dragonfly μπορεί να έχει μάζα 450 κιλών – αρκετή για να μεταφέρει μια βαριά ραδιοθερμική γεννήτρια και εξακολουθεί να έχει σημαντικό επιστημονικό ωφέλιμο φορτίο.

Το

Το Dragonfly θα έχει φασματόμετρα για την ανάλυση τόσο της ατμόσφαιρας όσο και του εδάφους, καθώς και μετεωρολογικούς αισθητήρες και τις πολύ σημαντικές κάμερες. Αυτά θα βοηθήσουν το σκάφος να πλοηγηθεί καθώς πετάει για περισσότερα από 175 χιλιόμετρα στην επιφάνεια του TItan - διπλάσια από την απόσταση όλων των ρόβερ του Άρη μαζί - σε μόλις 2,7 χρόνια. Οι εικόνες που θα στείλουν πίσω θα είναι οι καλύτερες που τραβήχτηκαν ποτέ από την επιφάνεια του φεγγαριού και τελικά θα αποκαλύψουν τι κρύβεται ανάμεσα στους λόφους και τις λίμνες του Τιτάνα.

Κρουαζιέρα σε θυελλώδεις ουρανούς

Οι διογκώσιμες ακτίνες μαντάτα θα μπορούσαν να διασχίσουν τα όξινα σύννεφα της Αφροδίτης

Το 2020, μια ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ ανακοίνωσε την πιθανή ανακάλυψη φωσφίνης στην Αφροδίτη. Εδώ στη Γη, το αέριο εκπέμπεται από βακτήρια που αγαπούν τα οξέα, οπότε θα μπορούσαν παρόμοιοι μικροοργανισμοί να ζουν στα θειούχα σύννεφα της Αφροδίτης; Δυστυχώς, μια σειρά από συνεχόμενες παρατηρήσεις έθεσαν αμφιβολίες ως προς το αν υπάρχει πραγματικά φωσφίνη, αλλά αναμφισβήτητα επαναφέρει την Αφροδίτη στην κορυφή των πλανητικών λιστών επιθυμιών των ανθρώπων.

Τα σύννεφα της Αφροδίτης βρίσκονται σε υψόμετρο περίπου 50 έως 70 χλμ. Αν και η επιφανειακή πίεση της Αφροδίτης είναι 92 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης, σε υψόμετρο 50 χιλιομέτρων είναι γύρω από μια ατμόσφαιρα - την ίδια πίεση με το επίπεδο της θάλασσας στη Γη - που σημαίνει ότι ένα μπαλόνι γεμάτο με ήλιο θα μπορούσε εύκολα να μεταφέρει ένα ωφέλιμο φορτίο επιστημονικών οργάνων στον αέρα. Στην πραγματικότητα, το 1985, η Σοβιετική Ένωση έκανε ακριβώς αυτό όταν έριξε το Vega 1 και το 2 στο νυχτερινό μέρος του πλανήτη. Για δύο ημέρες, πετάχτηκαν γύρω από τους ταραγμένους ουρανούς, πριν ο άνεμος με ταχύτητα 250 χλμ./ώρα τους σπρώξει στην άκρη της ημέρας και σκάσουν στη ζέστη του Ήλιου.

Διαβάστε περισσότερα για την Αφροδίτη:

• Η Αφροδίτη έχει τουλάχιστον 37 πρόσφατα ενεργά ηφαίστεια
• Θα μπορούσαμε να ζούμε σε αερόπλοια στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης;

Από τότε, οι μηχανικοί αναζητούν τρόπους για την καλύτερη πλοήγηση στον θυελλώδη ουρανό της Αφροδίτης. Ένα στροφικό σκάφος θα διαλυόταν, αλλά μια νέα ιδέα από το Εργαστήριο Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) στο Πανεπιστήμιο στο Μπάφαλο της Νέας Υόρκης, θα μπορούσε να προσφέρει μια λύση. Το 2022, το εργαστήριο έλαβε χρηματοδότηση από τη NIAC για να αναπτύξει την Bioinspired Ray for Extreme Environments and Zonal Exploration (BREEZE), ένα φουσκωτό διαστημόπλοιο εμπνευσμένο από μια ακτίνα manta.

"Τα αρθρωτά φτερά του BREEZE βασίζονται στο μυοσκελετικό σύστημα ακτίνων, χρησιμοποιώντας ένα αλληλένδετο, πλεονάζον δίκτυο ενεργοποίησης που συμβάλλει στη μείωση της πιθανότητας ολικής αποτυχίας του συστήματος", λέει ο Δρ Javid Bayandor, ο οποίος εργάστηκε στο έργο . Αυτό θα έστριβε απαλά τα φτερά του σκάφους επιτρέποντάς του να ελίσσεται κατά μήκος των ρευμάτων αέρα όπως μια ακτίνα οδηγεί τα ωκεάνια ρεύματα.

“Η βιοεμπνευσμένη πρόωση παρέχει στο ελαφρύ πτητικό BREEZE μοναδική δυνατότητα ελέγχου. [Αυτό είναι] σε αντίθεση με τις έννοιες των μπαλονιών, τα μονοπάτια πτήσης των οποίων καθορίζονται καθαρά από την κατεύθυνση του ανέμου ή η συμβατική πρόωση με μεγάλους ρυθμούς κατανάλωσης καυσίμου», λέει ο Bayandor. "Το BREEZE είναι μια από τις πρώτες ιδέες που προσφέρονται για να περιπλανηθεί η Αφροδίτη μέσα από την ατμόσφαιρά της και να επιβιώσει, κάνοντας μετρήσεις στη σκοτεινή πλευρά του πλανήτη."

Κάνοντας τον κύκλο του πλανήτη μία φορά κάθε τέσσερις έως έξι ημέρες, θα μπορεί να παρακολουθεί τα καιρικά μοτίβα, να χαρτογραφεί την επιφάνεια χρησιμοποιώντας ραντάρ και ίσως ακόμη και να μυρίζει βιοδείκτες (συμπεριλαμβανομένης της φευγαλέας φωσφίνης). Καθώς είναι φουσκωτό, είναι εξαιρετικά συμπαγές, επομένως δύο ή τρία θα μπορούσαν να εκτοξευθούν από το ίδιο όχημα εισόδου ταυτόχρονα, που σημαίνει ότι μια μοίρα BREEZE θα μπορούσε μια μέρα να επιπλέει στους ανέμους της Αφροδίτης.

Σε βαθιά, σκοτεινά βάθη

Διαπερνώντας τον φλοιό της Ευρώπης για να εξερευνήσετε τον κρυμμένο ωκεανό της

Το φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, κρύβει ένα μυστικό κάτω από τον παγωμένο φλοιό του - έναν ωκεανό σε υγρό νερό. Θα μπορούσε να υπάρχει εξωγήινη ζωή που κολυμπά στα πιο βαθιά βάθη αυτού του ήσυχου φεγγαριού; Η Ευρώπη έχει ήδη δύο επερχόμενα διαστημόπλοια δεσμευμένα προς αυτήν – τον ​​Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) της ESA και το Europa Clipper της NASA. Και τα δύο θα εξετάσουν το φεγγάρι από τροχιά όταν φτάσουν στη δεκαετία του 2030, αλλά η πραγματική ελπίδα είναι μια μέρα να προσγειωθεί στην επιφάνεια και να εξερευνήσει τον ωκεανό από κάτω.

Το πρώτο βήμα, ωστόσο, είναι να περάσεις μέσα από τον πάγο, ο οποίος μπορεί να φτάσει από μερικές εκατοντάδες μέτρα έως δεκάδες χιλιόμετρα. Μια ιδέα χρησιμοποιεί θερμαινόμενους ανιχνευτές σε σχήμα γιγάντιες βελόνες για να λιώσει μέσα στον πάγο. Η μικροβιολόγος Dr Jill Mikucki από το Πανεπιστήμιο του Tennessee χρησιμοποιεί την εμπειρία της στην εύρεση μικροοργανισμών μέσα σε παγετώνες για να δοκιμάσει πόσο εφικτό μπορεί να είναι αυτό σε έναν άλλο κόσμο.

"Υπάρχουν πολλές προκλήσεις όταν κάνετε γεώτρηση σε ένα παγωμένο φεγγάρι", λέει ο Mikucki. «Ο πάγος είναι πολύ πιο κρύος από ό,τι στη Γη, και πώς παρέχετε αρκετή ενέργεια; Η δοκιμή ανιχνευτών τήξης στον πιο κρύο πάγο της Γης μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες και τους μηχανικούς να κατανοήσουν καλύτερα τις παραμέτρους τους. Από την εμπειρία μου στην Ανταρκτική και σε άλλα παγωμένα μέρη στη Γη, πολλά μπορεί να πάνε στραβά όταν πετάς τυφλός σε μια τρύπα πάγου!»

Διαβάστε περισσότερα για τον Δία:

• Το μυστήριο των πολικών κυκλώνων του Δία λύθηκε χρησιμοποιώντας τη φυσική των ωκεανών
• Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κυκλοφόρησε θεαματικές εικόνες της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας του Δία

Οι περισσότερες ιδέες για ένα εξωγήινο ρομπότ που καταδύεται στον πάγο, γνωστό ως κρυομπότ, χρησιμοποιούν τη θερμότητα μιας ραδιενεργής πηγής για να λιώσει τον πάγο. Άλλοι προτείνουν τη χρήση τρυπανιών ή λέιζερ για να κόψετε τον πάγο. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά έχουν επικεντρωθεί στο να περάσουν μέσα από τον πάγο, αντί στο τι να κάνουν μόλις φτάσουν εκεί.

Δεν ισχύει το έργο Sensing With Independent Micro-swimmers (SWIM), από το NIAC. Το SWIM θα παρακάμπτονταν σε ένα κρυομπότ και, στη συνέχεια, ανέπτυξε ένα σμήνος ρομπότ μήκους 10 εκατοστών, ελεύθερης κολύμβησης για να πλοηγηθεί στον ωκεανό.

«Ένα σμήνος ρομπότ μπορεί να καλύψει μεγαλύτερο όγκο νερού σε σύγκριση με ένα μόνο όχημα», λέει ο Δρ Azadeh Ansari από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια, μέλος της ομάδας SWIM. "Εάν ένα ή μερικά ρομπότ αποτύχουν, η αποστολή μπορεί να ολοκληρωθεί."

Καθώς η Ευρώπη βρίσκεται στο ισχυρό μαγνητικό πεδίο του Δία, τα ρομπότ θα μπορούσαν να σκουπίσουν όλη την ισχύ που χρειάζονται δημιουργώντας ηλεκτρομαγνητικά ρεύματα, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής τους μακριά από το μητρικό πλοίο. Οι ερευνητές του SWIM ενδιαφέρονται να μετρήσουν τη θερμοκρασία, την πίεση, το pH και την αλατότητα του νερού, αλλά θέλουν επίσης να προσθέσουν έναν χημικό βαρυμετρικό αισθητήρα για να ανιχνεύσουν μεγάλα μόρια που θα μπορούσαν να είναι ενδεικτικά σημάδια ζωής.

Τώρα, η ομάδα SWIM χρησιμοποιεί τρισδιάστατα τυπωμένα πρωτότυπα για να δοκιμάσει τα συστήματα διεύθυνσης, προώθησης, επικοινωνίας και ανίχνευσης των bots, αλλά μια μέρα ένα σμήνος από παρόμοια ρομπότ-διαστημικά ψάρια θα μπορούσε να κολυμπήσει μέσω των ωκεανών της Ευρώπης.

Στις σκιές

Η ζωή σε άλλους πλανήτες είναι πιθανό να βρίσκεται υπόγεια , όπου υπάρχει καταφύγιο από την ακτινοβολία

Στο παρελθόν, τα προσγειωμένα σκάφη τόσο στη Σελήνη όσο και στον Άρη παρέμειναν κοντά στον ισημερινό, όπου υπάρχει άφθονο ηλιακό φως για τα ηλιακά πάνελ τους. Τώρα, ωστόσο, η προσοχή έχει μετακινηθεί στις πιο σκοτεινές σκιές των πιο κοντινών μας γειτόνων. Ο σεληνιακός νότιος πόλος έχει κρατήρες όπου ο Ήλιος δεν φτάνει ποτέ στον πυθμένα, επιτρέποντας ενδεχομένως στον πάγο του νερού να επιβιώσει, ενώ τα συστήματα των σπηλαίων του Άρη θα μπορούσαν να προστατεύσουν τους μικροοργανισμούς από την καταστροφική ακτινοβολία. Αυτοί οι κρατήρες και οι σπηλιές μπορεί μια μέρα να χρησιμεύσουν ως θεμέλια για μια μόνιμη ανθρώπινη βάση.

Η εξερεύνηση αυτών των νέων εδαφών απαιτεί έναν νέο τύπο οχήματος, καθώς τα ρόβερ που έχουν διασχίσει μέχρι στιγμής τη Σελήνη και τον Άρη δεν είναι κατάλληλα για το απόκρημνο έδαφος μιας σπηλιάς. Τα ρομπότ με πόδια έχουν προταθεί από τις πρώτες μέρες της Διαστημικής Εποχής, αλλά μόλις τώρα γίνονται τεχνολογικά εφικτά. Στην πραγματικότητα, το πρώτο σεληνιακό ρομπότ «σκάφος», το Asagumo που μοιάζει με αράχνη από την εταιρεία Spacebit με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, πρόκειται να κάνει τα πρώτα του βήματα στη σεληνιακή επιφάνεια μέσα στον επόμενο χρόνο.

Εν τω μεταξύ, η ομάδα BRAILLE (Biological and Resource Analog Investigations in Low Light Environments) στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA αναπτύσσει τα εργαλεία που θα χρειαστεί ένας τέτοιος εξερευνητής ρομποτικών μηχανημάτων. Τα ρομπότ θα πρέπει να είναι αυτόνομα, επειδή η πιθανότητα απώλειας των επικοινωνιών, για να μην αναφέρουμε τη χρονική καθυστέρηση μεταξύ Γης και Άρη, καθιστά αδύνατο τον άμεσο ανθρώπινο έλεγχο. Η ομάδα χρησιμοποιεί λογισμικό αυτονομίας NeBula που επιτρέπει σε ένα ρομπότ να εξερευνά περιβάλλοντα και να προσαρμόζεται σε απροσδόκητα σενάρια χωρίς την ανάγκη ανθρώπινης επίβλεψης.

Διαβάστε περισσότερα για τον Άρη:

• Μπορεί να υπάρχουν ακόμα ενεργά ηφαίστεια στον Άρη
• Μπορεί να υπάρχουν απολιθώματα στον Άρη;

Η BRAILLE προσομοίωσε μια αποστολή στο Εθνικό Μνημείο Lava Beds στην Καλιφόρνια, χρησιμοποιώντας το λογισμικό σε ένα πακέτο ρομπότ Boston Dynamics SPOT. Το πρώτο ρομπότ ήταν οπλισμένο με LiDAR για να χαρτογραφήσει τις περίπλοκες σήραγγες και να εντοπίσει ενδιαφέροντες στόχους. Ένας δεύτερος εξερευνητής έριξε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτά, αφαιρώντας ακόμη και δείγματα από τους τοίχους. Ένα τρίτο SPOT ανέλυσε εξ αποστάσεως τη χημική σύνθεση των στόχων. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το τρίο σκαρφάλωσε σε τραχιές επιφάνειες που θα σταματούσαν ένα παραδοσιακό ρόβερ στα ίχνη του και περιηγήθηκε σε στενά περάσματα με τα οποία θα μπορούσε να παλέψει ακόμη και ένας άνθρωπος.

Αλλά ακόμη και αυτοί οι ευκίνητοι εξερευνητές θα μπορούσαν να παρασυρθούν από βαθύτερες ρωγμές. Αυτό είναι όπου ένα έργο NIAC, το ReachBot, θα μπορούσε να βοηθήσει. Αυτό το ρομπότ χρησιμοποιεί επεκτεινόμενους βραχίονες με χειριστές στο άκρο για να ανεβοκατεβαίνει στενά περάσματα.

Ο συμπαγής σχεδιασμός τους σημαίνει ότι πολλά θα μπορούσαν να μεταφερθούν μαζί, επιτρέποντάς τους να βοηθήσουν ο ένας τον άλλον, πιέζοντας ο ένας τον άλλον για να αποκτήσουν μόχλευση. Αυτά θα μπορούσαν να αποσταλούν σε σφιχτές σπηλιές, επιστρέφοντας με δείγματα που κανονικά θα ήταν απρόσιτα. Θα ήταν εύκολο να μεταφέρετε μισή ντουζίνα στην πλάτη απογόνων Spacebit ή BRAILLE, έτοιμοι να εξερευνήσετε κάθε γωνιά και σχισμή των βραχωδών επιφανειών του Ηλιακού μας Συστήματος.

Επέκταση στο Ηλιακό Σύστημα

Προσπαθώντας να στριμώξουμε μια δομή μεγέθους χιλιομέτρου σε Ο πύραυλος πλάτους μέτρου δεν είναι εύκολο κατόρθωμα

Τον Δεκέμβριο του 1972, το Apollo 17 πέταξε στη Σελήνη, σηματοδοτώντας την τελευταία φορά που οι άνθρωποι τολμούσαν πέρα ​​από τα όρια της χαμηλής τροχιάς της Γης. Τουλάχιστον για τώρα. Τον Αύγουστο, το Artemis ετοιμαζόταν για την πρώτη δοκιμαστική εκτόξευση χωρίς πλήρωμα ενόψει μιας μελλοντικής προσγείωσης στη Σελήνη. Την επόμενη δεκαετία, η NASA θα ηγηθεί μιας ομάδας παγκόσμιων εταίρων για την κατασκευή του Lunar Gateway, ενός διαστημικού σταθμού που θα λειτουργεί ως σταθμός στην επιφάνεια της Σελήνης και ίσως ακόμη και στον Άρη. Το Gateway – όπως ο ISS και ο Διαστημικός Σταθμός Tiangong της Κίνας πριν από αυτό – κατασκευάζεται κομμάτι-κομμάτι από ό,τι χωράει σε έναν πύραυλο.

Αλλά για διαπλανητική πτήση, χρειάζεστε μεγαλύτερα πλοία. Η έλλειψη βαρύτητας σε ένα μακροπρόθεσμο ταξίδι στο διάστημα προκαλεί μυϊκή ατροφία, καρδιακά προβλήματα, απώλεια οστού, υποβάθμιση της όρασης και ανοσοκαταστολή. Η λύση είναι να κατασκευαστεί διαστημόπλοιο που περιστρέφεται για να προσομοιώνει τη βαρύτητα (σκέψου 2001:A Space Odyssey ).

Το πρόβλημα είναι ότι για να περιστρέψετε τους αστροναύτες χωρίς να τους αρρωστήσετε, χρειάζεστε ένα σκάφος με βραχίονες μήκους έως και ενός χιλιομέτρου. Αυτό θα χρειαζόταν δεκάδες δαπανηρές, δύσκολες παραδοσιακές εκτοξεύσεις για να κατασκευαστεί. Ωστόσο, μια ιδέα NIAC από τον Δρ Zac Manchester του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon θα μπορούσε ενδεχομένως να το κάνει με μία μόνο κυκλοφορία.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τα διαστημικά ταξίδια:

• Μπορεί η εξερεύνηση του διαστήματος να είναι φιλική προς το περιβάλλον;
• Γιατί η Κίνα θέλει να κατασκευάσει ένα διαστημόπλοιο μήκους χιλιομέτρου;

"Στόχος μας είναι να φτιάξουμε μια δομή που να μπορεί να χωρέσει μέσα σε ένα μόνο φέρινγκ πυραύλων – το οποίο μας περιορίζει σε μόλις λίγα μέτρα πλάτος – και να μπορεί να επεκταθεί σε μήκος σε ένα χιλιόμετρο σε τροχιά", λέει Μάντσεστερ. «Αποδεικνύεται ότι οι κατασκευές που πρέπει να λειτουργούν μόνο στο διάστημα δεν χρειάζεται να είναι πολύ άκαμπτες ή ισχυρές επειδή οι δυνάμεις που δρουν πάνω τους είναι πολύ αδύναμες. Στην περίπτωσή μας, οι μεγάλες κατασκευές που σχεδιάζουμε θα εκτοξευθούν αναδιπλωμένες, επομένως θα χρειαστεί να αντέχουν μόνο μεγάλες δυνάμεις στην αναδιπλωμένη τους διαμόρφωση."

Ερευνά δομές κατασκευασμένες από διασυνδεδεμένα σύνολα συνδέσμων ψαλιδιών για να δημιουργήσει σύνθετες δομές που επεκτείνονται έως και 150 φορές το αρχικό τους μέγεθος. Τέτοιες δομές απαιτούν χιλιάδες κινούμενα μέρη, κάτι που κανονικά θεωρείται ανόητο στα διαστημόπλοια, δεδομένου ότι δεν μπορείτε απλώς να στείλετε έναν μηχανικό εάν κάτι κολλήσει.

"Αυτή είναι μια από τις πιο δύσκολες προκλήσεις του έργου και ανησυχούμε πολύ για το μπλοκάρισμα μηχανισμών κατά την ανάπτυξη", λέει ο Μάντσεστερ. Ένα από τα βασικά μέρη της τρέχουσας δουλειάς του για το έργο είναι η τελειοποίηση του σχεδιασμού για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου από τυχόν κατασκευαστικά σφάλματα. "Σκεφτόμαστε τρόπους για να σχεδιάσουμε στρατηγικά τη συμμόρφωση [το αντίθετο της ακαμψίας] στη δομή για να μετριαστεί ο κίνδυνος εμπλοκής."

Το διαστημόπλοιο Jack-in-the-box θα μπορούσε σύντομα να εμφανιστεί σε τροχιά χαμηλής Γης, έτοιμο να πλεύσει σε άλλους πλανήτες.

• Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 382 του BBC Science Focus – μάθετε πώς να εγγραφείτε εδώ