不過NASA似乎對這個想法很感興趣--向來自卡內基梅隆大學(CMU)和華盛頓大學(UW)的一個團隊提供了60萬美元的NASA先進概念研究所(NIAC)第二階段撥款,該團隊正在尋求開發(fā)一種能夠模擬完全地球重力的結構并通過單一火箭發(fā)射。
相關的“單次發(fā)射的公里級空間結構(Kilometer-Scale Space Structure from a Single Launch)”項目最初則是在去年被NIAC計劃錄取。在過去的一年里,他們成功地完成了第一階段的項目,他們分析了一個類似于月球門戶的任務概念,它可以部署成一公里長的結構。由于達到了NASA對該計劃的期望,所以由CMU的Zac Manchester教授和華盛頓大學的Jeffery Lipton領導的團隊最近被接納為2022年NIAC研究員。
不過這并不是第一個解決太空中大型結構想法的NIAC項目。NextBigFuture在2021年報道了大約十幾個NIAC資助的項目,這些項目將利用新的超材料并在太空中大幅擴大其尺寸。NASA也不是唯一的支持者--中國的國家科學基金會也已經(jīng)支持了開發(fā)一公里大小物體的努力,金額約為230萬美元。
雖然這樣的大型結構需要大量投資,但它們也有很大的潛在好處。利用離心力達到地球的引力有兩種選擇:要么就是旋轉得非常非常快,要么就是有一個非常非常大的旋轉軸。然而不幸的是,人類,作為一個軟綿綿的水袋并不喜歡長時間的超高速旋轉。科學認為不適的旋轉速度極限約為每分鐘3轉。因此,要想以低于3轉/分的速度旋轉并仍能享受到整個地球的模擬重力,這個結構本身必須有一公里長。
截止到目前,在一次火箭發(fā)射中容納這么多材料已被證明是不可能的。但Manchester博士和他的團隊認為他們已經(jīng)找到了解決這一不可能問題的潛在辦法--“高膨脹率可部署結構(HERDS)”。HERDS本身利用了兩種新穎的機械創(chuàng)新--剪切輔助技術和分支式剪刀機制。
剪切輔助技術是一種新型的超材料,當以手性模式拉動時將會膨脹。手性水平還可以控制材料的硬度。它們似乎在機器人應用中作為線性致動器和抓手獲得了吸引力,但它們在太空中的使用情況則還有待證明。
分支式剪刀機制則是另一種從緊湊結構中展開更大結構的方式。最初由Youtuber和藝術家Henry Segerman開發(fā),枝狀剪刀機構從更緊湊的結構扣成了更大的結構。
理想情況下,這些系統(tǒng)中的一個或兩個將發(fā)揮作用,進而創(chuàng)造出一公里規(guī)模的太空棲息地的結構來模擬地球重力的速度旋轉。Manchester、Lipton博士及其團隊認為,他們可以利用這些技術來創(chuàng)造管狀結構,當包裝在火箭整流罩中時則可以擴大到其尺寸的150倍。這是一個雄心勃勃的目標,但他們有時間和一些資金來進行這項工作。在兩年的NIAC研究期結束時,如果這個想法足夠充實,這些新技術甚至可能有時間被整合到月球門戶的計劃中。
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