让不可能变成可能。
想象一下，在未来的太空中，“粒子束”推进系统加快了前往其他世界的速度，月球上的管道在各定居点之间输送氧气，火星砖在被组装成家庭之前自行生长……

未来的太空探索需要伟大的想法，从2011年开始，NASA的创新先进概念（NIAC）计划就旨在“让不可能变成可能”，资助那些听起来像科幻小说一样的想法。
“我们正在寻找任何新的东西，从简单的概念到已经概念化但尚未开发的东西。这些都是着眼于20到30年后的事情，看看我们如何能够大幅改善或实现新类型的NASA任务。" 
前些天，NASA宣布2023年最新一轮NIAC的资助对象，14个探索奇思妙想的研究团队，每个获得17.5万美元，用于进行为期9个月的研究，进一步发展他们的概念。研究团队将利用这些研究来更详细地制定他们的计划，进行测试，并设计原型。少数有希望的项目将进入第二阶段，并获得60万美元用于两年的研究。此后，NASA将向一个特殊的项目提供200万美元，以资助为期两年的第三阶段研究。 
一些研究最终可能在NASA或商业伙伴那里找到归宿，其他研究可能通过为分拆技术铺平道路而对太空探索产生间接影响。例如，初创公司Freefall Aerospace的充气式太空天线最初是NIAC的一个项目。NIAC关于红色星球上的旋翼飞机的提案激发了火星直升机Ingenuity的出现。
其中许多项目不会成功。但有些——也许是月球氧气管道或在太空中实际建造的流体太空望远镜——可能成为游戏规则的改变者。
01
5公里的管道，为月球输氧
今年的获奖者之一是提议设计一个巨大的月球管道，可以向未来月球基地的宇航员输送急需的氧气。
由于NASA正在进行的阿耳特弥斯（Artemis）计划，宇航员最快将于2026年抵达月球。阿耳特弥斯计划的一个关键优先事项是在月球上保持可持续的存在，也就将会需要持续的氧气供应。
比起将氧气罐运到太空，在月球上制造气体可能是一个更好的选择。氧气可以作为开采水冰的副产品，使用一个叫做电解的过程。
然而，有一个后勤问题：月球采矿作业可能不在营地旁边。 月球上的水冰在有永久阴影的火山口内比比皆是，但那些地方也是月球上最冷的地方，而且来往的通讯也很困难。
前美国宇航局科学家、月球资源公司联合创始人兼首席科学官Peter Curreri说，一种选择是在火山口现场制造氧气，然后用漫游车将其拖回基地。但是，他指出，“在一个地方生产氧气然后使用压缩罐或带机器人的杜瓦罐运输，笨重的同时，非常昂贵。”
他的团队的建议是建立一条5公里长的氧气管道，连接两个地区。它将由机器人分段建造，使用从月球岩石中提取的铝等金属。这些片段将被焊接在一起，管道将在沟渠或支架上运行——与地球上的石油管道没有什么不同。它将允许每小时2公斤的氧气流量，足以满足NASA未来宇航员的需求。
Curreri和他的同事们目前正在进行一项可行性研究，考虑潜在的成本，管道的最佳结构，以及维修是否可以由漫游者完成。
02
猫是液态的，天文望远镜也可以是
还有一些资金获得者有更多的天文学倾向。例如，美国宇航局加州艾姆斯研究中心的科学家Edward Balaban正在研究如何利用太空的近零重力来塑造巨大的太空望远镜镜面，液态的……
这些镜面将比目前的望远镜镜面更强大，后者通常由一种特殊的玻璃制成，在发射过程中容易受到微流星体的撞击和摇晃。镜面的直径也决定了望远镜能够分辨多远的深空物体，但如今这受限于发射火箭的尺寸。
“詹姆斯-韦伯太空望远镜的镜面，直径为6.5米，是一个工程奇迹”，Balaban说：“以这种折纸的方式折叠它，以适应运载火箭的空间，这需要大量的创造力和技术风险，然后这个精致的结构必须在发射的暴力中幸存下来。如果我们试图进一步扩大规模，它只会变得更加昂贵和复杂。” 
相反，在他的 “流体望远镜” 概念中，人们只需要发射一个框架结构，比如一个伞状的卫星盘，和一罐镜子液体，比如镓合金和离子液体。发射后，液体将被注入框架中。在太空中，由于表面张力，液滴会粘在一起，而地球引力不会妨碍它们的形状。这将可以形成一个令人难以置信的光滑的镜面，而不需要经过传统玻璃镜面的研磨和抛光这样的机械过程。然后，它将通过一个自动化过程被连接到望远镜的其他部件上。 
通过在飞机和国际空间站上的测试，他的团队已经学会了如何用液体聚合物制作透镜，他们确定液体的体积决定了放大的程度。在NIAC的资助下，他们将为下一步做准备：在十年内在太空进行小型液体镜子的测试。
他们的目标是最终设计一个50米的镜面，但由于这项技术是可扩展的，Balaban说人们可以使用相同的物理原理来设计一个数公里宽的镜面。JWST的大镜面使它成为有史以来最敏感的望远镜之一，但是，他认为，为了继续取得进展，可能有必要用这种新方法建造更大的镜子。 
03
自我生长的火星栖息地
NASA也把目光放在了火星上，所以它想让工程师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，Jin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。”
这些真菌或细菌开始时很小，但它们会逐渐长出细丝和卷须，以填补它们的可用空间。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。Jin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。”
在她的NIAC研究中，Jin计划确定生长过程是否可以从几个月加快到几天，以及这些材料可以在恶劣的火星环境中存活多久。
04
让太空探索进入科幻小说的未来
加州大学洛杉矶分校的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通过使用激光爆炸产生的“粒子束”，以非常高的速度（超过每秒74英里）来推动航天器。这个概念可以极大地缩短探索深空的时间。旅行者1号花了35年时间才到达星际空间（日光层，距离太阳大约123AU（天文单位）），一个一吨重的航天器只需三年就能到达100AU。它可以在15年内行驶500AU。
麻省理工学院（MIT）的Mary Knapp提出了一种由数千颗相同的小卫星组成的新型空间观测站。精确地定位在深空，它们可以一起工作，探测来自宇宙最早时代的低频无线电发射，并测量陆地系外行星的磁场，帮助识别太阳系外像地球和火星一样的岩石行星。
在其他获奖者中，有一个建议是部署一架水上飞机在土星最大的卫星泰坦上飞行来研究其化学成分，由于其低重力和厚重的大气层，在土卫六上飞行将相对容易。还有一个建议是用一个加热的探测器穿透其邻居恩克拉多斯的海洋，恩克拉多斯被一层厚厚的冰包裹着，由于温度低于冰点，其行为就像岩石。
虽然这些项目中的一些不会成功，但它们帮助NASA测试什么是可行的，NIAC项目主管Michael LaPointe说：“如果一个项目失败了，它仍然对我们有用。而如果它成功了，它可以改变NASA未来的任务。”
 良仓今日好物  
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