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Innovaciones tecnológicas necesarias para la exploración del espacio profundo

Innovaciones tecnológicas necesarias para la exploración del espacio profundo

  • Lista creada por jerry500.
  • Publicada el 22.10.2013 a las 14:30h.
  • Clasificada en la categoría Tecnología.
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Último acceso 15.06.2014

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Apasionante como la idea puede ser, a la mayoría de la gente, probablemente parece una ilusión de un escritor de ciencia-ficción. Mientras que los astronautas se han aventurado tan lejos como la Luna y, en las últimas décadas, han orbitado la Tierra de forma rutinaria, sin embargo, que han de aventurarse a otros planetas de nuestro sistema solar, y mucho menos en el inmenso vacío entre nuestro sistema solar y los de otras estrellas. Las inmensas distancias - 36 millón de millas (57,9 millones kilometros) a Marte, 21100000000000 millas (39900000000000 kilometros) a Proxima Centauri, la estrella más cercana - hacer viajes espaciales profundas parecen fuera del alcance de incluso el ingenio humano más extremo. ¿Qué sería de la nave espacial poder sobre distancias tan largas? ¿Cuál sería mantener a los astronautas a salvo de los peligros de la radiación y los efectos de la microgravedad del músculo y huesos-que pierde? ¿Cómo evitar que los equipos de quedarse sin comida y agua? Y una vez que llegaron a su destino, ¿cómo podrían incluso ser capaz de enviar mensajes a la Tierra? Todo esto suena imposible.

O no. Investigadores de la NASA y otros cerebros están trabajando duro para contemplar los retos de los viajes espaciales profundo y soñar con las tecnologías para enfrentar esos desafíos. Ya he llegado con una serie de ideas - velas solares a la nave espacial de energía, súper precisos instrumentos, de propulsión atómica para la navegación, y relés de láser para la comunicación a larga distancia - que se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y pueden estar listos para la prueba en los próximos años, según la NASA. Además, en 2011, la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación de Defensa, la investigación y el desarrollo del brazo del Pentágono, se comprometió a invertir hasta US $ 500.000 en capital semilla en las tecnologías necesarias para el viaje interestelar, según el diario Los Angeles Times.

Muchos descubrimientos posibles están todavía en la mesa de dibujo, y aunque todavía tienen mucho camino por recorrer, el hecho de que estas inspiraciones provienen de científicos e ingenieros creíbles nos da esperanza de que algún día se convertirán en una realidad - y los seres humanos recorrerán el cosmos

Technology Innovations Needed for Deep Space Exploration

Estos son los elementos de la lista. ¡Vota a tus favoritos!

Alimentos que crece en naves espaciales

1. Alimentos que crece en naves espaciales

Como todo el mundo, los astronautas en el espacio profundo se tienen que comer, y la búsqueda de espacio en el interior de una nave espacial para llevar a lo largo de las grandes cantidades de materiales necesarios para sostenerlos en viajes que duran varios años sería un gran dolor de cabeza... Ver mas
Como todo el mundo, los astronautas en el espacio profundo se tienen que comer, y la búsqueda de espacio en el interior de una nave espacial para llevar a lo largo de las grandes cantidades de materiales necesarios para sostenerlos en viajes que duran varios años sería un gran dolor de cabeza. Es por eso que científicos de la NASA están buscando maneras para que los astronautas de cultivar sus propios alimentos, mientras que en el camino a otros planetas, sin el uso de suelo o de grandes cantidades de agua.

Cultivos aeropónicos se cultivan a partir de semillas especiales en suspensión en el aire en los marcos de plástico, en lugar de ser plantado y fertilizado con productos químicos. La investigación ha demostrado que las plantas cultivadas en realidad aeroponically absorben más minerales y vitaminas que las cultivadas en el suelo, haciéndolos potencialmente más nutritiva, según la NASA. Pero el hombre no sólo vive de brócoli solo, así que los científicos tendrán que encontrar una manera de proporcionar una buena fuente de proteínas también. Tal vez otra tecnología prometedora es la carne in vitro, que se cultiva en tiras de células madre en un laboratorio. Un profesor holandés anunció recientemente que había crecido pequeñas tiras de tejido muscular de las células madre de un cerdo, lo que eventualmente podría conducir a la artificial, libre de crueldad artificial carne de res, cerdo, pollo o cordero.

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Campos de fuerza para bloquear la radiación peligrosa

2. Campos de fuerza para bloquear la radiación peligrosa

Los campos de fuerza son un elemento básico de la ciencia ficción, en la que por lo general están utilizados para proteger una nave o estación espacial de los atacantes. En "Star Wars", por ejemplo, la Estrella de la Muerte en la que Darth Vader hizo su respiración pesada estaba protegida por... Ver mas
Los campos de fuerza son un elemento básico de la ciencia ficción, en la que por lo general están utilizados para proteger una nave o estación espacial de los atacantes. En "Star Wars", por ejemplo, la Estrella de la Muerte en la que Darth Vader hizo su respiración pesada estaba protegida por dicho escudo. Pero en el viaje real del espacio profundo, los científicos están tratando de forzar a los campos de resolver otro problema - la manera de proteger a las células corporales astronautas del bombardeo de radiación continua en el espacio que podría causar que se desarrollen cánceres y otros problemas de salud.

En su mayor parte, la radiación peligrosa en el espacio proviene de partículas cargadas eléctricamente: electrones y protones difundida por el sol de alta velocidad y gran núcleos atómicos, de carga positiva difundida por supernovas distantes. Hipotéticamente, si una nave espacial estaban equipados con un potente campo eléctrico que tenía la misma carga que la radiación entrante, podría ser capaz de desviar esa radiación. A diferencia de los campos de fuerza en las películas, sin embargo, un campo de fuerza práctica podría implicar algunos objetos visibles. En un esquema desarrollado por científicos de la NASA en los mediados de los años 2000, esferas hechas de un material fuerte fina y recubierta con una capa muy delgada de un conductor como el oro se flotaba a baja altura sobre un campamento base en otro planeta y luego cargada con la electricidad, según la NASA. Versiones portátiles del mismo dispositivo podría ser utilizado en las naves espaciales y vehículos rover.

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Animación suspendida para viajes largos

3. Animación suspendida para viajes largos

Uno de los principales problemas de viajar grandes distancias en el espacio es que los viajes pueden tomar un largo, largo tiempo. En muchas películas de ciencia ficción, como "Alien" y "El planeta de los simios", guionistas sortean este problema al representar astronautas dormidos por largos... Ver mas
Uno de los principales problemas de viajar grandes distancias en el espacio es que los viajes pueden tomar un largo, largo tiempo. En muchas películas de ciencia ficción, como "Alien" y "El planeta de los simios", guionistas sortean este problema al representar astronautas dormidos por largos períodos en animación suspendida, al igual que los animales hibernan. Por desgracia, lo que frena el metabolismo humano y mantener a una persona viva durante largos períodos en que el Estado es más fácil imaginar que de hacer. Superficie inducida hipotermia profunda - en términos simples, la congelación - probablemente no es una buena opción, por ejemplo, ya que los cristales de hielo comienzan a formarse dentro de las células, y luego destruyen a medida que crecen, según Michio Kaku, autor del libro "Física de lo imposible ".

Sin embargo, puede haber otros métodos de mantenimiento de una persona en animación suspendida sin el hielo. En 2006, por ejemplo, los investigadores del Massachusetts General Hospital en Boston ralentizado el metabolismo y el sistema cardiovascular de los ratones mediante la administración de pequeñas dosis controladas de sulfuro de hidrógeno, el gas tóxico con mal olor producido por huevos podridos y las aguas residuales y, a continuación, fueron capaces de revertir el estado de animación suspendida después, según Science Daily. En experimentos posteriores, los investigadores lograron esta proeza, incluso sin una reducción de la temperatura corporal.

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Materiales de construcción de las naves que soporten temperaturas extremas

4. Materiales de construcción de las naves que soporten temperaturas extremas

Vuelva a entrar en la atmósfera de la Tierra es una de las tareas más peligrosas que los astronautas tienen que llevar a cabo. Hace 10 años, siete astronautas murieron trágicamente cuando el escudo térmico del transbordador espacial Descubrimiento falló y provocó la desintegración catastrófica... Ver mas
Vuelva a entrar en la atmósfera de la Tierra es una de las tareas más peligrosas que los astronautas tienen que llevar a cabo. Hace 10 años, siete astronautas murieron trágicamente cuando el escudo térmico del transbordador espacial Descubrimiento falló y provocó la desintegración catastrófica en la televisión en vivo

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5. El reciclaje del aire y del agua en el espacio profundo

Otra cosa que los astronautas necesitarán en el espacio es el suministro de tanto aire respirable y el agua potable, y, obviamente, no puede transportar la tierra detrás de ellos para proporcionar un suministro renovado continuamente. Es por eso que científicos de la NASA están trabajando para desarrollar sistemas de recuperación de aire que filtrará, extraer y restaurar a la atmósfera interna de un buque tanto oxígeno como sea posible. En 2014, los investigadores esperan tener la capacidad de recuperar hasta el 75 por ciento del oxígeno del dióxido de carbono que los astronautas exhalan... Ver mas
Otra cosa que los astronautas necesitarán en el espacio es el suministro de tanto aire respirable y el agua potable, y, obviamente, no puede transportar la tierra detrás de ellos para proporcionar un suministro renovado continuamente. Es por eso que científicos de la NASA están trabajando para desarrollar sistemas de recuperación de aire que filtrará, extraer y restaurar a la atmósfera interna de un buque tanto oxígeno como sea posible. En 2014, los investigadores esperan tener la capacidad de recuperar hasta el 75 por ciento del oxígeno del dióxido de carbono que los astronautas exhalan, y en 2019, se espera lograr una recuperación del 100 por ciento, según Space.com.

Además, los grandes progresos que se están realizando en el reciclaje del agua en el espacio. La Estación Espacial Internacional, por ejemplo, está equipado con un sistema especial que recicla la orina y las aguas residuales de lavado. Se les hace girar en una unidad de destilación especial que compensa la ausencia de gravedad y se separa el agua real a partir de materiales de desecho, microorganismos y otros contaminantes, de acuerdo con agua

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Equipos anticipadas robóticas e Inteligencia Artificial

6. Equipos anticipadas robóticas e Inteligencia Artificial

La fundación de una colonia en un planeta lejano puede ser una tarea desalentadora para los astronautas. Ellos tendrían que aterrizar en terreno desconocido, posiblemente en bruto, y luego inmediatamente se pusieron sobre las viviendas y levantar un aterrizaje / plataforma de lanzamiento para... Ver mas
La fundación de una colonia en un planeta lejano puede ser una tarea desalentadora para los astronautas. Ellos tendrían que aterrizar en terreno desconocido, posiblemente en bruto, y luego inmediatamente se pusieron sobre las viviendas y levantar un aterrizaje / plataforma de lanzamiento para facilitar el seguimiento de las misiones - al mismo tiempo en busca de materiales de agua, el aire y la construcción. Es por eso que los ingenieros de la NASA, en alianza con colegas canadienses y europeos, están en el trabajo el desarrollo de equipos de avanzada robóticos que aterrizar antes de que los exploradores humanos al ámbito de aplicación a los recursos disponibles y establecer las bases para un acuerdo. En Marte u otro planeta, por ejemplo, rovers equipado con palas bulldozer o arados podían ir a trabajar la limpieza y alisado un lugar de aterrizaje, mientras que otros pueden acumular las rocas y otros materiales y procesarlos para hacer una pista de hormigón. (Recuerde que las instalaciones de aterrizaje del transbordador espacial requiere 250.000 metros cúbicos de hormigón, demasiado como para ser transportado nunca de la Tierra.) Otros robots pueden vagar por la superficie, perforación y análisis de muestras del suelo en busca de oxígeno utilizable y / o de agua, de acuerdo con la NASA.

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7. Los sustitutos de la gravedad

Observación de los astronautas del Apolo golpear pelotas de golf fantásticos distancias pueden hacer mirada microgravedad como muy divertido, pero la verdad es que es muy difícil para su cuerpo. De hecho, los científicos dicen que algunos de los mayores problemas potenciales que enfrentan los astronautas en el espacio profundo son los cambios fisiológicos causados ​​por la ingravidez. Músculos de los astronautas tienen una tendencia a la atrofia por falta de resistencia, y pierden hueso y, además, la ingravidez provoca una pérdida de volumen de sangre, por lo que se sienten mareos al... Ver mas
Observación de los astronautas del Apolo golpear pelotas de golf fantásticos distancias pueden hacer mirada microgravedad como muy divertido, pero la verdad es que es muy difícil para su cuerpo. De hecho, los científicos dicen que algunos de los mayores problemas potenciales que enfrentan los astronautas en el espacio profundo son los cambios fisiológicos causados ​​por la ingravidez. Músculos de los astronautas tienen una tendencia a la atrofia por falta de resistencia, y pierden hueso y, además, la ingravidez provoca una pérdida de volumen de sangre, por lo que se sienten mareos al ponerse de pie. Además, se altera el sentido humano del equilibrio, de modo que cuando el espacio de los viajeros de regreso, se sentirán como si la Tierra está girando fuera de control debajo de sus pies.

En los viajes de corta duración, los astronautas han estado combatiendo los cambios debilitantes mediante el uso de aparatos de ejercicio diseñados y tomando medicamentos para combatir la pérdida de masa ósea. En un viaje más largo, sin embargo, podría tener más sentido para equipar un buque con algún tipo de mecanismo de rotación para simular la gravedad en el interior. Como alternativa, los científicos han propuesto la instalación de pistas de ejercicios circulares dentro de las naves espaciales, en la que los astronautas podrían vender motos en círculos para simular el efecto de la gravedad sobre sus músculos y huesos.

Ha recibido 185 puntos

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8. Unidades Warp

En "Star Trek", la nave Enterprise viaja enormes distancias en semanas y meses, incluso visitar otras galaxias - una hazaña que sería imposible a las velocidades que las naves viajan actualmente. La empresa hace esto mediante el uso de la velocidad warp, en la que la nave espacial básicamente toma atajos a través de agujeros causados ​​por las distorsiones del espacio-tiempo. (Este es un concepto difícil de captar, imaginar el espacio y el tiempo como un mantel gigante, que se puede estirar, girar y vías de perforar.) Esto puede parecer una idea ridícula totalmente ridículo, pero los... Ver mas
En "Star Trek", la nave Enterprise viaja enormes distancias en semanas y meses, incluso visitar otras galaxias - una hazaña que sería imposible a las velocidades que las naves viajan actualmente. La empresa hace esto mediante el uso de la velocidad warp, en la que la nave espacial básicamente toma atajos a través de agujeros causados ​​por las distorsiones del espacio-tiempo. (Este es un concepto difícil de captar, imaginar el espacio y el tiempo como un mantel gigante, que se puede estirar, girar y vías de perforar.)

Esto puede parecer una idea ridícula totalmente ridículo, pero los físicos realmente ha estado pensando que, al menos desde la década de 1920. En 1994, el físico teórico y Trekkie Miguel Alcubierre realidad publicaron un artículo científico que demuestra que un motor warp se puede crear sin contradecir la física de Einstein, lo que parece dictar que es imposible viajar más rápido que la luz. Según Alcubierre, sería posible superar esta limitación si una nave espacial utiliza la energía para crear una especie de burbuja a su alrededor, lo que causaría el espacio-tiempo se expanda detrás de él y se contraen en la dirección que la nave quería ir. Uno de los inconvenientes de esta tecnología es especulativa que requeriría enormes cantidades de energía.

Ha recibido 185 puntos

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Comunicación óptico de muy alta velocidad

9. Comunicación óptico de muy alta velocidad

Todos nos reímos de la idea de que ET estaba teniendo problemas para llamar a casa, pero para los exploradores interplanetarios, mantener la comunicación con la Tierra podría ser un gran desafío. "Si usted no puede comunicarse con el barco, entonces usted no sabe cuáles son los resultados de su... Ver mas
Todos nos reímos de la idea de que ET estaba teniendo problemas para llamar a casa, pero para los exploradores interplanetarios, mantener la comunicación con la Tierra podría ser un gran desafío. "Si usted no puede comunicarse con el barco, entonces usted no sabe cuáles son los resultados de su misión", Andreas TZIOLAS, un ex investigador de la NASA que ahora dirige Icarus Project, una iniciativa del sector privado para desarrollar la tecnología interestelar , dijo el Atlántico.

Por esa razón, la NASA está financiando un proyecto llamado el Comunicaciones Demostración de relé láser, que pueden utilizar haces de láser para transferir datos entre naves espaciales y estaciones en la Tierra en 10 a 100 veces las velocidades disponibles en la actualidad. Si el método ha demostrado ser factible, los astronautas en Marte podrían transmitir datos a la Tierra a una velocidad de 100 Mbps o más, que es por lo menos varias veces más rápido que las conexiones a Internet de banda ancha que los Joes ordinarios tecnológicamente más avanzados tienen en sus hogares. Posiblemente, sería posible transmitir una imagen fotográfica de Marte a la Tierra en alrededor de cinco minutos, en comparación con la espera de 90 minutos que los científicos que operan vehículos robóticos en el Planeta Rojo en la actualidad tienen que soportar, según PopSci.

Ha recibido 184 puntos

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Naves espaciales Equipado con las velas solares gigantes

10. Naves espaciales Equipado con las velas solares gigantes

Cohetes convencionales pueden poner astronautas en órbita, pero pruebe a utilizar uno que viajar enormes distancias entre los planetas y las estrellas, y es muy probable que se quede sin combustible. Es por eso que los científicos han estado trabajando para desarrollar métodos alternativos de... Ver mas
Cohetes convencionales pueden poner astronautas en órbita, pero pruebe a utilizar uno que viajar enormes distancias entre los planetas y las estrellas, y es muy probable que se quede sin combustible. Es por eso que los científicos han estado trabajando para desarrollar métodos alternativos de propulsión y las fuentes de energía para los cohetes.

Una prometedora, aunque extravagante, idea es dotar a las naves con velas gigantes, que captan la energía solar y utilizarla para la propulsión. Esto sería posible porque la luz está formada por pequeñas partículas extremadamente energéticas, llamadas fotones, que de alguna manera se comportan como partículas atómicas. Cuando la luz incide sobre una superficie especular, los fotones son reflejados hacia atrás. En el proceso, transmiten su impulso a la superficie, empujando hacia adelante, explica la Sociedad Planetaria.

Una gran ventaja de una vela solar sería que, a diferencia de un motor de cohete, que podría causar una nave espacial a continuamente, de manera constante acelerar, de modo que la nave eventualmente alcanzaría una muy alta tasa de velocidad. Una desventaja de las velas solares es que con el fin de proporcionar la fuerza suficiente para propulsar una nave espacial hacia adelante, una vela tendría que ser muchas veces mayor que la nave espacial. Estas velas en realidad podría tener que construir en el espacio.

Ha recibido 162 puntos

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Los relojes atómicos de propulsión para la Navegación en el Espacio Profundo

11. Los relojes atómicos de propulsión para la Navegación en el Espacio Profundo

Si usted va a viajar en el espacio profundo, la última cosa que quiere es que se pierda en el camino, en algún accidente extraño planeta, y que su asistente robótico corriendo llevando a cabo su sintetizador de voz, gritando continuamente "Peligro, Will Robinson ! " Para evitar esta situación... Ver mas
Si usted va a viajar en el espacio profundo, la última cosa que quiere es que se pierda en el camino, en algún accidente extraño planeta, y que su asistente robótico corriendo llevando a cabo su sintetizador de voz, gritando continuamente "Peligro, Will Robinson ! " Para evitar esta situación, es necesario un buen sistema de navegación con un reloj super-precisa; este reloj se utiliza para calcular distancias.

Es por eso que la NASA tiene previsto en 2015 para lanzar una nave espacial que contiene el reloj atómico experimental Deep Space, una miniatura, ultra-precisa mercurio-ion del reloj atómico que es 100 veces más estables que los relojes de navegación existentes. Todos los relojes son imprecisos en algún grado. Pero ésta es una precisión de una milmillonésima parte de un segundo en un período de 10 días. Esto significa que los astronautas pueden utilizar para medir las frecuencias, que se utilizan para calcular las distancias, con mucha mayor precisión.

Ha recibido 160 puntos

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