Kuinka NASA tekee Star Trek -tekniikasta todellisuuden

Dawn -avaruusalus

Dawn -avaruusalus lensi futuristisia ionimoottoreita lentääkseen asteroidin Vesta ja kääpiöplaneetan Ceres välillä. Ion -taajuusmuuttajat ovat yksi monista NASA: n Star Trek -tekniikoista. (Kuva: NASA)



Star Trek -teknologiat alkavat tulla todellisuudeksi jokapäiväisessä elämässämme; kysy vain keneltä tahansa, joka omistaa matkapuhelimen tai yrittää virtuaalitodellisuuskuulokkeita. Mutta kuinka todellisia nämä Star Trek -teknologiat ovat avaruudessa tänään, 50 vuotta ikonisen tieteissarjan TV -debyytin jälkeen? Vaikka loimi- ja kuljettimien tekniikka on edelleen vaikeaa, NASA käyttää avaruudessa tekniikkaa, joka olisi kotona Enterprise -tähtialuksella.

Viiden vuoden tehtävän suunnittelu

Yksi avain tapa NASA jäljittelee Star Trekia on löytää tapoja, joilla ihmiset voivat viettää vuosia avaruudessa ilman, että he tarvitsevat jatkuvia toimitusvarusteita Maasta, sanoi NASAn kehittyneiden etsintäjärjestelmien johtaja Jason Crusan. Tämä tarkoittaa sitä, että kansainvälistä avaruusasemaa käytetään testialustana tekniikalle, joka voi pidentää astronautin oleskelua avaruudessa ja jota voitaisiin käyttää yhtenä päivänä pitkällä matkalla Marsiin.





Avaruusaseman astronautit jo joutuvat useimmiten virtsasta talteen otetusta vedestä, mutta NASA haluaa nostaa sen palautumisastetta (nyt 80 prosentin alueella) entisestään, Crusan sanoi. [ 13 asiaa 'Star Trek' saa oikeat (ja väärät) tiedot Avaruustekniikasta ]

'Ihmisillä on paljon suolaa jätteessämme', Crusan kertoi Space.comille. Niinpä kesäkuun lopussa NASA teki Paragon Space Development Corp. -yhtiölle 5,1 miljoonan dollarin sopimuksen suolaveden prosessorikokoonpanon luomiseksi lentoa varten vuonna 2018. Tämän kokoonpanon odotetaan poistavan suolaveden ja keräävän jopa 94 ​​prosenttia vedestä virtsasta, NASA: n virkamiehet sanoi lausunnossaan .



Jatkuva tekniikan kehitys mahdollistaa myös sen, että astronautit voivat valmistaa omia työkalujaan 3D -tulostuksen avulla ja käyttää ilmakehämonitoreita matkustamon ympäristön epäpuhtauksien tarkistamiseen. Nämä näytöt kutistavat valtavat kaasukromatografiset massaspektrometriayksiköt, jotka tunnistavat eri aineet testinäytteistä, noin leivänpaahtimen kokoon.

Kaikki nämä ovat tärkeitä näkökohtia lähetettäessä tulevaa miehistöä Marsiin Orion -avaruusalus , yhdessä yhden tai kolmen muun elinympäristömoduulin kanssa, jotka on lisätty lisää tilaa, Crusan sanoi. Tällä Orion plus -aluksella olisi todennäköisesti aurinkosähköinen käyttövoima - moottorit, jotka ionisoivat jalokaasuja antamaan pienen määrän työntövoimaa ja toimimaan pitkiä aikoja, Crusan sanoi.



Mistä kaikki ylitieteellinen tekniikka on peräisin?

Mistä kaikki ylitieteellinen tekniikka on peräisin?(Kuva: Karl Tate, SPACE.com Infographics Artist)

Liikkuminen avaruudessa

Yksi aurinkosähkömoottorin muoto on ionikäyttö, jota käytettiin Dawn -avaruusaluksessa, joka kiertää nyt kääpiöplaneettaa Ceres. Ioniasemat mainittiin nimenomaan joissakin Star Trek -jaksoissa, sanoi David Allen Batchelor, NASA: n Goddard Space Flight Centerin Greenbeltissä Marylandin säteilyvaikutusten ja analyysiryhmän jäsen. [Warp Drive & Transporters: Kuinka Star Trek -tekniikka toimii (Infographic)]

Batchelor julkaisi äskettäin luettelon todellisessa elämässä käytetyistä Star Trek -tekniikoista; tämä luettelo on ollut saatavilla eri versioina NASAn verkkosivuilla vuodesta 1993 lähtien, ja häntä pyydetään päivittämään se silloin tällöin, hän kertoi Space.comille.

Itse asiassa luetteloon on viime aikoina lisätty useita. Lasereita on käytetty testiviestinnän lähettämiseen kuuhun. NASA simuloi uutta avaruuskuljetusjärjestelmäänsä supertietokoneiden avulla. 'Super-teleskoopit', kuten Kepler ja Hubble-avaruusteleskooppi, etsivät ja tutkivat outoja uusia maailmoja kaukaa. Ja Marsissa on jopa (eräänlaisia) androideja.

'Vaikka ne eivät olekaan Mr. Data -muotoisia, Curiosity -kulkija ja sellaiset roverit ovat itse asiassa robotteja ', Batchelor sanoi. 'He ovat itsenäisiä ja tekevät asiat suunnitelman mukaisesti ilman [välitöntä] ihmisen väliintuloa.'

Paloturvallisuus

Vuosina 1986–2001 toiminut Mir -avaruusasema koki vakavan tulipalon myöhässä toimintavaiheessaan, joten NASA ja sen venäläiset kumppanit kansainvälisellä avaruusasemalla ovat hyvin tietoisia tulen aiheuttamasta vaarasta avaruudessa. Mutta tuli käyttäytyy mikrogravitaatiossa paljon eri tavalla, eikä kukaan tietenkään halua tehdä testejä astronautien lähellä. Tulipalon hillitseminen on yksi suurimmista tavoista pitää astronautit turvassa pitkiä aikoja.

'Tuli on tietysti todella huono avaruudessa, emmekä myöskään ymmärrä sitä', Crusan sanoi. NASAn ratkaisu on sytyttää tuli Cygnus -avaruusaluksen sisälle sen jälkeen, kun se on purkanut asemalta, tehtävässä nimeltä Spacecraft Fire Experiment (Saffire). Sarjan ensimmäinen koe tehtiin kesäkuussa yhdellä 16 x 37 tuuman (41 x 94 senttimetrin) lasikuitu- ja puuvillakankaalla, joka tunnetaan SIBAL-kankaana. (SIBAL on lyhenne sanoista 'Solid Inflammability Boundary at Low Speed'.)

Saffire-II tarkastelee yhdeksää pienempää segmenttiä, ja Saffire-III: lla on jälleen suuri näyte. Neljännellä, viidennellä ja kuudennella lisäyksellä NASA suunnittelee tuovansa palamistuotteen monitorin seuraamaan kokeilua - se on kehittynyt versio savunilmaisimesta, Crusan sanoi. Se käyttää lasereita kemiallisten yhdisteiden tutkimiseen jo ennen kuin ihmiset ovat tietoisia savusta.

NASAn työntekijät näkevät Star Trekin edelleen inspiraationa useille Star Trek -avaruustutkimustekniikoille, Batchelor lisäsi. `` On varmasti paljon NASAn työntekijöitä, jotka ovat Star Trek -faneja '', hän sanoi ja lisäsi: `` Ihmiset yrittävät tehdä sen. ''

Loimi -aseman luominen

Trek Talk -paneelikeskustelussa Star Trek: Mission New Yorkissa 4. syyskuuta 2016 Michelle Thaller, NASAn Goddard Space Flight Centerin tiedeviestinnän apulaisjohtaja, keskusteli Star Trekin kehittyneiden tekniikoiden käytöstä tutkitaan nykyaikaisissa fysiikan laboratorioissa.

`` Et voi keksiä jotain, ellet ole kuvitellut sitä '', Thaller sanoi viitaten loimi- ja kuljetusvälineisiin, joita käytettiin Star Trekissä.

Ajatus siitä, että avaruusajan luonne voidaan muuttaa kulkemaan valon nopeutta nopeammin-loimiyksikön peruskäsite-voi olla todellinen perusta modernin fysiikan seuraavaan vaiheeseen, Thaller sanoi. .

Esimerkiksi tutkijat ovat menestyneet kokeissa, joihin liittyy kvanttiteleportaatio, joka on prosessi 'teleportoida' hyvin pieniä atomeja tai molekyylejä paikasta toiseen. Nämä hiukkaset eivät koskaan kulje; pikemminkin ne lakkaavat olemasta yhdessä paikassa ja alkavat olla olemassa toisessa paikassa, Thaller selitti. (Se on kvanttitieto objektista, joka kulkee paikasta toiseen.)

'Uskomme, että kvanttiteleportointi toimii luultavasti siksi, että jokainen maailmankaikkeuden hiukkanen on liitetty kaikkiin muihin hiukkasiin madonreiän kautta-jonkinlaisella sidoksella aika-avaruuteen, josta olemme vasta nyt tietoisia', Thaller sanoi. 'Se on vielä teoreettista tässä vaiheessa, mutta uskomme, että kokeilumme todella vaativat sen olevan totta.'

Nyt tutkijat tutkivat tilan ja ajan erottamista, Thaller sanoi. 'Voimme olla hyvin syvä, taustalla oleva fyysinen yhteys, jota voimme käyttää loimi- tai teleportin luomiseen. Se [idea] on totta; se on mitä todellisuudessa tapahtuu nykyajan fysiikassa. ''

Lisäraportteja Samantha Mathewson, Space.comin henkilökunnan kirjailija, New Yorkista. Seuraa Elizabeth Howellia @howellspace tai Space.com @Spacedotcom . Olemme myös mukana Facebook ja Google+ . Alkuperäinen artikkeli aiheesta Space.com .