כדור פורח וצוללת יסיירו בטיטאן, אסטרואידים ופסולת חלל יילכדו ברשת

כך עולה ממספר מיזמים ארוכי-טווח שנאס"א בחרה לממן, למשימות שיטוסו, אם בכלל, בשנות השלושים או הארבעים של המאה ה-21

לעיתים לרעיון טוב נדרש זמן להתבשל כראוי. יש לך הרגשה כי הרעיון יעבוד, אולם מה שבאמת חייבים לעשות זה להשקיע כסף וזמן ולבדוק אם הרעיון באמת פועל כצפוי על מודל קטן. הצעה זו הגיונית אם אנחנו מנסים לבצע שיפוץ ביתי (מריחת פס קטן של צבע על הקיר תאפשר לך לבדוק אם הצבע מתאים לך) ועל אחת כמה וכמה אם מתכננים משימת סיור לכוכב-לכת אחר בעלות של מיליוני דולרים רבים.

זהו הבסיס לחזון של 'המשרד לרעיונות מתקדמים וחדשניים' של נאס"א, אשר הודיע על תריסר הצעות מחקר שאושר להן מימון ראשוני של 100,000 דולרים כל אחת במשך השנה הקרובה (להצעות המחקר). בין ההצעות - רכבים לחקר הירח טיטאן, מערכת ללכידת אסטרואיד הנע בחלל, ומיזמים אחרים שמטרתם חקר מערכת השמש. (יחד עם זאת, עלינו להיות סבלניים ביותר - יעברו עשורים עד אשר רעיונות תיאורטיים אלו יתגשמו, אם בכלל הם יעברו את השלבים הבאים של בדיקה ומימון). להלן תיאור תמציתי של כל המיזמים שזכו למימון ראשוני.

גישושית מוטסת לחקר הירח טיטאן: כלי-טיס רוטורי קטן המשתחרר מתוך בלון פורח או נחתת ינחת על הירח טיטאן. הרעיון הוא שכלי זה יוכל לדלג בין מספר נקודות על גביי הירח על מנת לספק צילומי תקריב. בשלב הבא, בתום הסיור, הוא יוכל להחזיר לספינת-האם דגימות קרקע ואוויר וגם להיטען מחדש. "האוטונומיה הנדרשת למימוש רעיון זה תהיה ישימה גם עבור משימות קיימות של כלי-טיס רוטוריים אחרים לחקר המאדים ולחקר מעמיק של אנקלדוס (הירח השישי בגודלו של שבתאי)," צוין בתיאור ההצעה.

צוללת לחקר הירח טיטאן: צוללת קטנה תצלול לתוך ימת Kraken Mare הנמצאת בירח טיטאן של כוכב-הלכת שבתאי, ושם יש הרבה מה לחקור: זהו אגם בעומק של 300 מטרים המשתרע לרוחב 1000 ק"מ. "ימת Kraken Mare דומה בשטחה לשטח המצטבר של הימות הגדולות [Great Lakes, מקבץ ימות הנמצאות באמריקה הצפונית ומהוות את מערכת הימות הגדולה בעולם] והיא מציגה הזדמנות פז למשימת חקר פלנטרי חסר-תקדים בהיקפו," צוין בתיאור ההצעה. המשימה תבחן את "ההרכב הכימי של הנוזל המרכיב את הימה, את הזרמים על ומתחת לפני הנוזל, את הערבוב והשיכוב בעמודת "המים", את התנהגות הגאות, הרוחות והגלים, תבצע מדידות של עומק הנוזל, ותבחן את המאפיינים וההרכב של קרקעית הימה."

לתפוס טרמפ על כוכב שביט: הרעיון הזה מתאר חללית שתטולטל מכוכב-שביט אחד לכוכב-שביט אחר על מנת לחקור גופים קרחוניים במערכת השמש. "בשלב הראשון, החללית 'תצוד' בעזרת 'צלצל' את המטרה שלה בזמן שהיא מבצעת יעף קרוב לפני השטח של כוכב השביט על מנת לחבר למטרה חבל. בשלב הבא, בעת שהמטרה מתרחקת, החללית מלפפת את החבל אגב הפעלת בלימה מחדשת על מנת להעניק לעצמה תאוצה בינונית(<5g) וכן על מנת להשיג אנרגיה עצמית," צוין בתיאור ההצעה.

מפגש חסר-משקל ולכידת רשת לשם הגבלת סיבוב עודף של אסטרואיד: מערכת בשם WRANGLER (Weightless Rendezvous And Net Grapple to Limit Excess Rotation) שמטרתה ללכוד שברי פסולת חלל בחלל וכן אסטרואידים קטנים. המערכת תעשה שימוש בננו-לווין המצויד ב'התקן רשת ללכידה' וכננת. "כוח המינוף המסופק ע"י שימוש בחבל תוך ניצול התנע הזוויתי של עצם מסתובב בחלל מאפשר למערכת של ננו-לווין קטן מאוד להאט את סיבובו של אסטרואיד מסיבי ביותר או של חללית גדולה," מצוין בתיאור ההצעה.

האראגוסקופ: טלסקופ המסוגל להביט על עצם מרוחק דרך דסקה עכורה, כזה השונה מסידורי המראות בטלסקופ רגיל. "במקום לחסום את טווח הצפייה, הדסקה משפרת את כושר ההפרדה של המערכת מבלי לפגוע בשטח האיסוף," מצוין בתיאור ההצעה. "הארכיטקטורה של המערכת ניתנת לשימוש לשם השגת גבול העקיפה על בסיס השטח של הדסקה הזולה, ולא על בסיס העלות הגבוהה של המראות בטלסקופ רגיל."

מתקן ניסוי עבור הארצת מאדים: מתקן שיבחון את יכולתם של חיידקים שמקורם בכדור הארץ לשרוד בכוכב-הלכת מאדים, שלב שיקדים את הארצת הכוכב [הארצה=שינוי פני-השטח והאטמוספירה של כוכב על מנת לאפשר את אותם החיים הקיימים בכדור הארץ על אותו כוכב] על מנת שידמה לכדור-הארץ ככל האפשר. חוקרים יבחרו ב'יצורונים חלוציים' ויכניסו אותם למתקן אשר יקבע את עצמו לתוך הרגולית שעל פני הקרקע במאדים באזור בו נמצאים מים נוזליים. "המתקן יאטום את עצמו לחלוטין על מנת למנוע זיהום כוכבי, ישחרר בזהירות יצורונים ארציים נבחרים (אקסטרמופילים כגון זני ציאנובקטריה), יחוש את נוכחותם או העדרם של תוצרים מטבוליים (כדוגמת חמצן) וישדר את הנתונים חזרה ללוויין החג מסביב למאדים," צוין בתיאור ההצעה.

ChipSats: במקום לשגר משימות נפרדות של רכב חלל החג מסביב לכוכב/ירח ונחתת, למה לא לשלב אותן יחדיו? על אף שהיו כבר משימות משולבות שכאלו (למשל, קאסיני/היגינס) הרעיון מעט שונה: במערכת החדשה יהיה אוסף של שבבי חישה זעירים (ChipSats) שישוגרו מחללית האם וינחתו בכוכבי-לכת או ירחים מרוחקים.

גרוימטריה באמצעות יעף קרבה של נחילים: ברגע שהמערכת מזהה כוכב-שביט או אסטרואיד מתקרב, חללית יחידה תביא לשחרור של נחיל חיישנים זעירים. "באמצעות המדידות שיבצעו חיישנים אלו נוכל להעריך את שדה הכבידה של האסטרואיד וללמוד על הרכבו הכימי ומבנהו," צוין בתיאור ההצעה.

חקר עולמות קרח: מהו עוביין של שכבות הקרח על-פני הירחים אירופה וגנימד של צדק, או הירח של שבתאי אנקלדוס? זוהי שאלה פתוחה המקשה על הערכת העומק שיהיה צריך לקדוח על מנת לחקור את הקרח - וההיתכנות לקיומם של חיים במקומות כאלו. הרעיון הוא לשלוח חיישן למקומות אלו ולקבל חזרה "אות ממקור טבעי הנוצר ע"י יחסי-הגומלין עם נויטרונים חודרי-עומק שמקורם בקרינה הקוסמית", זאת על מנת לקבל תובנות רבות יותר באשר לעומקים השונים. המערכת תוכל לספק מיפוי של הקרחונים.

Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS):: זוהי משימה שיעדה עמוק לתוך מערכת השמש ומחוץ להליופאוזה [הגבול הסופי של השפעת רוח השמש, שהיא זרם של חלקיקים תת-אטומים מיוננים, הנפלטים מהשמש לכל הכיוונים ויוצרים בועה ענקית הנקראת בשם הליוספירה, אשר נעה יחד עם מערכת השמש במרחב הבין כוכבי]. מבלי להשתמש בחומר הנעה, החללית תנצל את החלקיקים של רוח השמש על מנת לנוע למעמקי מערכת השמש.

"מערכת ההנעה מורכבת ממערך של תילים טעונים חשמלית המתפרסים על שטח של 10 על 30 ק"מ מסביב לחללית החגה בחלל," מסבירים החוקרים.

מדחס אוויר פוטוקטליטי תלת-מימדי: תכן חדש המקל על הייצור של חמצן בתוך חללית, תוך שימוש בקרינה עתירת-אנרגיה הנמצאת בשפע בחלל, כפי שנטען בהצעת המחקר. "השילוב של פוטואלקטרוכימיה חדשנית יחד עם תכן תלת-מימדי מאפשר חסכון עצום במסה, מביא להפחתה במורכבות החומרה ומגביר את גמישות ויעילות הפריסה."

PERIapsis Subsurface Cave OPtical Explorer (PERISCOPE): שיטה למיפוי מערות בירח מהחלל. באמצעות שיטה המכונה "דימות זמן המעוף של פוטונים" [photon time-of-flight imaging] החוקרים טוענים שהם יוכלו לקלוט את האותות המוחזרים ממערות וקניונים לאחר שאלו חדרו לתוך הבקיעים והסדקים ולקבל מיפוי מדויק של שטחים אלו.