NASA se letos vrátila k jedné dobré tradici: podporování na pohled zcela bláznivých nápadů. Oprášila soutěž z let 1998 až 2007, přejmenovala ji na IAC (Innovative Advanced Concepts, tedy Inovativní pokročilé nápady) a v jejím rámci věnuje zhruba tři miliony dolarů na projekty, které by autorům v řadě výzkumných organizací přinesly nejspíše vyhazov.
Nápadů se sešlo prý přes sedm stovek, vybráno bylo 30. Autor nebo autoři každého z nich dostanou sto tisíc dolarů, aby během jednoho roku svou myšlenku vybrousili. Za dvanáct měsíců se pak může přihlásit do dalšího kola soutěže a žádat o další peníze.
Ale pojďme od nudných technikálií k zajímavé technice. Podívejme se, jaké nápady vám letos v Houstonu mohly přinést grant ve výši sto tisíc dolarů (celý seznam je zde).
Zajímavou novinkou příštích vesmírných sezon by mohl být oblek pro astronauty se setrvačníky a akcelerometry, který by jim měl umožnit cítit se i ve stavu beztíže jako v gravitaci (zde). Novou éru v průzkumu dalších těles sluneční soustavy by mohlo začít "letadlo" na plazmový pohon. Jde vlastně o planetární sondu, která si měla vystačit jen se sluneční energií a místní atmosférou. Plynné atomy elektrický pohon promění v plazmu, která pak bude sloužit jako pohonná hmota pro průzkumné lety nad povrchem daného tělesa (více zde).
O své místo na Slunci se popere také myšlenka na materiál, který umožní konstrukci 100x lehčího a levnějšího teleskopu. Navíc tento materiál po ozáření externím laserovým paprskem bude nepatrně měnit své rozměry a umožní tvarovat teleskop v odchylkách tisíckrát menších, než je tloušťka lidského vlasu. Zrcadlo z polymeru by mělo být na objem lehčí než pírko (více zde).
Revoluci v konstrukci chemických raket má zase přiblížit výroba kovového vodíku. Toto lehké palivo s (teoreticky) výbornými vlastnostmi by prý mělo umožnit konstrukci raket, které se na pouhý jeden stupeň dostanou na oběžnou dráhu. Kovový vodík vzniká z běžného vodíku pod tak extrémním tlakem, že se ho na Zemi nikdy nepodařilo vyrobit. Příjemci se to pokusí změnit postupem, který by měl snížit požadavky na nutný tlak (více zde).
Další grant pak byl udělen za nápad na vytváření tištěných družic. Podle něj by mělo být údajně možné vytvořit celou družici jen z ohebné elektroniky a pak si ji vytisknout v trojrozměrné tiskárně. U běžně používaných výrobků by tato metoda asi nikdy nemohla konkurovat sériové, ale družice se obvykle vyrábí jen po kusech nebo v malých sériích (více o nápadu zde).
NASA dohání televizi
Pánové (zleva doprava) Barry Coyle, Paul Stysley a Demetrios Poulios z Goddardova vesmírného střediska NASA, autoři grantu na tažný paprsek názorně předvádí, co vědci dělají, když se jim řekne, aby se před fotoaparátem tvářili, že pracují
Zaujme i koncept, kterým chce NASA (konečně) dohnat Star Trek. Skupina Paula Stysleyho z Goddardova vesmírného centra (patří pod NASA) dostala sto tisíc dolarů na to, aby fanoušky Star Treku trochu přiblížila realitě. Či aby, v duchu známého přísloví o Mohamedovi a hoře, přiblížila realitu jim. Vědci mají vyvinout "tažný paprsek", který by sloužil k přitahování hmotných objektů k jeho zdroji. Měl by sloužit k odběru malých částic z chvostů komet či atmosféry vesmírných těles na větší či menší vzdálenosti.
Nápad má pevné fyzikální základy. Přenos hybnosti ze světla na pokovenou plachtu využilo ke svému pohonu už i několik vesmírných sond, o kterých jsme už na Technetu také psali (zde či zde). Světelná manipulace s atomy či mikročásticemi je také rozšířená laboratorní technika, která se podílela i na výzkumech vedoucím ke dvěma Nobelovým cenám za fyziku (v roce 1997 a 2001).
Ovšem odtlačit předmět světlem je jednodušší než ho přitáhnout. Přesto už odborníci připravili několik možných postupů, jak toho docílit, a některé experimentálně předvedli. Vše díky tomu, že v dnešní době vědci dokáží "přinutit" laserové svazky, aby se během šíření zatáčely, aby se šířily po spirále nebo aby měly uprostřed svazku "tmu".
V NASA budou zkoumat tři možné přístupy. První využívá spirálovitě se šířícího svazku. Když mikročástice vstoupí to takového svazku, bude tlačena proti směru šíření svazku – případně až na palubu družice. Další zamýšlená metoda je vhodná pouze do prostředí s atmosférou, protože nevyužívá přímo interakce mezi částici a světlem, ale využívá molekul prostředí jako prostředníka. Ozářením prostředí s absorbující částicemi protiběžnými vírovými svazky (tma v centru svazku), dojde k různému zahřátí molekul prostředí na různých stranách částice, které pak naráží do částice z různých stran jinou rychlostí. Tyto "kopance" pak udržují částice v tmavém středu laserového svazku a různé intenzity protiběžných svazků pak doručí částice k družici.
Dodací lhůty jako ze sci-fi
I když jednotlivé metody, které chce NASA využít, byly ověřeny v laboratorních podmínkách, jejich přenos do makrosvěta nemusí být nic samozřejmého, říká český odborník na tuto problematiku Pavel Zemánek z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR. Problémem by mohla být například energie: "Odhaduji, že tato hvězdná aplikace bude vyžadovat výkonnější lasery, které budou muset mít vysokou účinnost, aby nespotřebovaly veškerý dostupný příkon z družice."
NASA tento problém zatím neřeší. Prvních sto tisíc dolarů pro Stysleyho tým představuje pouze závdavek. V této fázi grantu se od autorů nečeká o mnoho více než eliminovat slepé uličky dalšího výzkumu. Pokud se koncept ukáže životaschopný, tým si může podat další grantovou žádost s řádově navýšeným rozpočtem. A i když budou úspěšní, zařízení se do vesmíru podívá nejdříve za několik let poté.
"Odvaha systematicky a dlouhodobě financovat i odvážné výzkumné projekty je nezbytným předpokladem k technologickému skoku vpřed," myslí si Pavel Zemánek. A dodává: "Rád bych věřil, že díky nedávným štědrým finančním dotacím do infrastruktury vědy z Evropských strukturálních fondů dostanou i u nás šanci podobné odvážné projekty a budou začátkem slibných technologií, které si časem najdou zcela nečekaná využití." Dosavadní historie pozemského využití vesmírného výzkumu takových příkladů poskytují dost.
