מחיישנים קוונטיים לניטור האטמוספרה של כדור הארץ ועד צי ננו-רובוטים למערכת השמש הקרובה אלפא קנטאורי: נאס"א הודיעה על 13 הרעיונות הזוכים לשנת 2024 במענקי פיתוח של המרכז לרעיונות מקוריים ומתקדמים (Institute for Advanced Concepts, או NIAC), שנועד לטפח חדשנות טכנולוגית אשר תזניק את האנושות קדימה בחקר החלל. כל אחד מהרעיונות הפרועים יקבל בשלב א' מענק פיתוח בסך 175,000 דולר למחקר היתכנות ראשוני בן תשעה חודשים. רעיונות שיעלו לשלב ב' יזכו למענק של 600,000 דולר לתקופה של שנתיים.
מרכז NIAC שם לעצמו למטרה להמר בגדול: לתמוך בהצעות קיצוניות – שיכולות לשנות את כללי המשחק בעתיד. המכרז פתוח לכל מוסד חינוכי, מעבדת מחקר, עסק, סוכנות פדרלית, מרכז של נאס"א או אדם פרטי בארה"ב. המרכז, שפועל מאז 1998 (עם הפסקה בין השנים 2007-2011) נחשב לאחת האפשרויות הטובות ביותר של מדענים עם רעיונות מטורפים לקבל מענקי פיתוח במסגרת סוכנות החלל. כך, למשל, המסוק המאדימי הראשון אינג'ונאיטי נולד מתוך הצעה שהוגשה ל-NIAC ב-1999. אבל אפילו אם רק בודדים מבין הפרויקטים המוצעים מתממשים בסופו של דבר, עדיין מדובר ברעיונות שמציתים את הדמיון. הנה שלושה רעיונות שהציתו את הדמיון שלנו:
אלף ננו-רובוטים לאלפא קנטאורי
כך לדוגמה, תומס יובנקס מחברת ספייס אינישיאטיבס (Space Initiatives) מציע לשלוח צי של ננו-לוויינים לכוכב הקרוב אלינו, אלפא קנטאורי, עד אמצע המאה ה-21. הבעיה: מסע בין-כוכבי קשה יותר במציאות מאשר בסרטים. מערכת אלפא קנטאורי מרוחקת 4.3 שנות אור מאיתנו. אפילו אם נשתמש בגשושיות המהירות ביותר שלנו, פירושו של דבר מסע שיארך לפחות 20,000 שנה באמצעות הנעה כימית רגילה.
לכן יובנקס מציע כיוון אחר: לבנות קרן לייזר עוצמתית – כ-100 גיגה-וואט – על מנת להאיץ גרמים בודדים למהירויות יחסותיות באמצעות מפרשיות לייזר. לפוטונים אין מסה, כך שהם לא יכולים "לדחוף" שום דבר, אך יש להם תנע. לייזר חזק מספיק שיוצב על הקרקע יכול להאיץ מפרשית דקה ומחזירת אור לאחוז משמעותי ממהירות האור, ולהשלים את המסע בתוך כ-20 שנה.
אבל יש עוד בעיה: איך להחזיר את הנתונים לכדור הארץ. גשושית השוקלת גרמים בודדים, והספק החשמל שלה עומד על מילי-ואטים בודדים, לא יכולה לייצר אות אופטי חזק מספיק שיגמע את המרחק האדיר לכדור הארץ – וייקלט בהצלחה בצד השני. לכן יובנקס מאמין שיש לשלח לאלפא קנטאורי להק של אלפי ננו-גשושיות לאלפא קנטאורי, שיטוסו בסנכרון מושלם וייצרו את האות יחד.
למסקנות דומות, אגב, הגיעו יורי מילנר, סטיבן הוקינג ומארק צוקרברג, שב-2016 ייסדו את פרויקט Breakthrough Starshot במטרה להאיץ צי של ננו-מפרשיות לאלפא קנטאורי. יו"ר הוועדה המייעצת הוא של הפרויקט הוא הישראלי אבי לייב, ראש המחלקה לאסטרונומיה בהרווארד.
דוגמיות קרקע מנוגה
סביבה אלימה הרבה יותר מהחלל הבין-כוכבי הוא כוכב הלכת נוגה. הלחץ האטמוספרי בנוגה הוא פי 91 מזה של כדור הארץ – מספיק כדי למחוץ רובר רגיל כמו פחית קולה – והטמפרטורה הכמעט-קבועה על פניו עומדת על 462 מעלות צלזיוס – מספיק כדי להתיך עופרת. ב-1984, אחרי אינספור ניסיונות כושלים, ברה"מ הצליחה להחזיר תמונות ראשונות בצבע מפני השטח של נוגה. הנחתת ונרה 13, ששוריינה כטנק קטן, הצליחה להחזיק מעמד 127 דקות בגיהינום – שיא שלא נשבר, ואף אחד לא ניסה לשבור אותו – עד ימינו אנו.
מצד שני, היום אנחנו יודעים שנוגה היה פעם עולם דומה לעולמנו, עם טמפרטורות נוחות וככל הנראה עם אוקיינוס רחב ידיים, ולכן מעניין מאוד לחקור אותו בניסיון להבין למה ומתי הפך גן העדן למקום הכי נורא במערכת השמש. ג'פרי לנדיס ממרכז החלל איימס של נאס"א מציע לקחת את החיסרון הגדול ביותר של נוגה – המון פחמן דו-חמצני באטמוספרה – ולהפוך אותו ליתרון: לייצר דלק רקטי מהפחמן הדו-חמצני, שיאפשר לא רק לנחות על פני נוגה אלא להשתגר משם חזרה לכדור הארץ עם דוגמיות קרקע.
המשימה תכלול בלון ודאון סולארי, שישתהו בעננים הצפופים תחת השמש הקופחת באטמוספרה העליונה של נוגה. אלה הצעות שהוצעו כבר בשנות ה-60 ובמקביל, מחלקת HOTTech שבמרכז המחקר גלן של נאס"א הצליחה בשנים האחרונות לפתח אלקטרוניקה שתעמוד בחום הנורא השורר על פני השטח. מה שמיוחד בהצעה של לנדיס היא התעוזה להחזיר דוגמית קרקע מפני השטח. ההצעה שפורסמה אינה מפרטת בדיוק איך הוא חושב לעשות זאת, אך נראה שלנדיס מציע לשלשל מהבלון זרוע רובוטית קטנה שתאסוף דוגמיות קרקע באתרים שונים בנוגה, שהדאון יזהה כמעניינים, ובהמשך להשתמש בפחמן הדו-חמצני כדי לייצר די דלק רקטי על מנת לשגר מהעננים קפסולה קטנה עם הדוגמיות חזרה לכדור הארץ.
מטוס בשמי מאדים
ומעולם עם יותר מדי אטמוספרה לעולם עם פחות מדי אטמוספרה: מאדים. האנושות צילמה את כל מאדים – אבל מהחלל. כמה נחתות, רוברים וכאמור גם מסוק אמיץ אחד חקרו את מאדים מקרוב, אבל מדובר באזורים נבחרים. רובר ממוצע יכול לכסות שטח של קילומטרים בודדים בשנה. ז'ה-צ'אנג זה מחברת קופלואו ג'ט (CoFlow Jet) מציע לשלוח מטוס שיכסה שטח של 16,000 ק"מ בשנה – וישנה מן היסוד את האופן שבו אנו חוקרים את כוכב הלכת.
המטוס,Explorer Mars Aerial and Ground Intelligent, או MAGGIE, יהיה בעל כנפיים ארוכות ומקובעות המכוסות לוחות סולאריים. המטוס ישתמש במדחסי קופלואו ג'ט כדי לדחוס את האוויר המאדימי שנכנס למנוע. הלחץ האטמוספרי במאדים הוא רק כ-1% מזה של כדור הארץ, ודחיסת האוויר תאפשר להשתמש בכוח העילוי על מנת לשאת את משקלו של המטוס. לפי ההצעה, MAGGIE ישייט במאדים בגובה של ק"מ ובמהירות של 179 קמ"ש.