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美国宇航局创新先驱概念 (NIAC) 项目自1998年至今 (2011年曾易名)，一直致力于创造周期长、影响大的先驱性理念，发展大幅度提升或完全革新的航空航天项目。2016年NIAC的项目竞争如以往一样激烈，进入第一阶段提名的共有13个项目，它们各获得NASA的10万美元资金，以进行为期9个月的初步研发。如果成功晋级第二阶段，它们还将分别取得50万美元经费，进行后续两年的研究。这些神奇的项目都是什么呢？让我们选取精彩内容，先睹为快。

小行星机械重建计划 (Reconstituting Asteroids into Mechanical Automata, RAMA) 力图将小行星改造为人类可操控的宇宙飞船。这需要为其装配计算机、航空电子设备以及推进器。打造这些机器小行星的潜在目的有很多，比如引导机器行星开展人类援救任务，控制小行星处理对地球具有威胁的太空陨石等等。

对于那些人类遗留在近地轨道，以及未来可能丢弃到其他行星轨道上的太空垃圾，我们应该如何处理呢？最新概念设计了一款极其轻薄的薄膜飞船，它可以包裹住太空中的垃圾碎片，然后运输到别处。这有点像是美国漫画里面神奇先生的喷气背包。

也许你看过《地心游记》，但这绝对是个更疯狂的版本。科学家计划探索那些遥远星球上的核心。地球的那些兄弟，或者它们卫星上的海洋深处能为我们提供诸多秘密，帮助我们认识太阳系的形成历史。然而如何前往呢？有人提出能够潜入那些冰冻星球的冰火山探测器 (Icy-moon Cryovolcano Explorer)，并在遥远的太空中将儒勒·凡尔纳的小说化为现实。

像金星这样地表极端炎热的星球并不适合我们常规的探测器，前苏联的金星计划就曾遭遇此等险境，以至于在金星着陆后工作没多久便作废。现在的新概念计划采用更耐高温的金属，使其理论上可以在金星表面工作数周乃至数月。不过同样值得研究的是，一个不带任何电子系统的探测器能够执行哪些探索和研究任务。

在宇宙里，能够拿来制造新技术组件的原材料很难找到。而这种精巧的可循环系统可以通过细菌这款“生物墨水”将旧的电子器件重新利用起来，打印出新的电子设备。这将是一个端对端的可循环过程，并且低消耗，无毒无害，可在室温下进行。对于局限极大的太空环境来说，这项研究意义重大。

现在我们可以展望一款可以在金星上就地取材供应动力的探测器 (VIP-INSPR)。其原理是在高海拔地区通过电解制造出氢气，进行化学储氢，并利用氢气球进行海拔控制；在低海拔时通过燃料电池产生动力。通常，由于较低的太阳辐射强度和放射性同位素热电机的低效率，低海拔环境下难以产生持续的动力源，一般电池只能提供1-2小时的电力。而VIP-INSPR可以在一端重新产生氢气，在另一端提供动力，持续反复，支持在大气中的长时间探索。

这一方法提出了针对“冷”太阳系天体的分子构成分析法，也就是说可以远距离研究小行星、彗星、行星以及卫星。该理念从太空飞船上发射定向能量束，使远距离目标上的一点蒸发或升华。正常情况下，灼烧点温度会急剧升高，并伴有物质蒸发现象。此时，被灼烧处将成为高温黑体，喷射出的羽状物包含着吸收了黑体辐射的物质分子。飞船装配的光谱测定装置将能够接受并分析其分子构成。

从纳秒到以天为单位的不同时间维度上，所有星体都存在强度波动。我们可以利用星系中这些波动的“回声”，通过现代计算成像技术探测并绘制这些系外行星。采用分布式孔径系统的“回声”探测器可以提供大陆级的系外行星图像，这比干涉测量技术更为有效。对于探测不同轨道倾角的系外行星来说，这一理念较视向速度法更为可行。

火星探索相关技术一直是NASA的关注重点。目前提出的方案将可在火星大气层采集能量，帮助运载大型设备，以满足人类未来的扩张。这一方法引入了原位资源利用 (ISRU) 概念，借助从火星轨道上获取并制成的推进剂，制动火箭将可以运输超过18吨的大型装备。

利用聚变能提供动力将为星际旅行带来一场全新的革命。普林斯顿等离子物理实验室就正在进行这方面的研发。任务计划发射一颗冥王星轨道探测器，同时配有登陆装置。研究的关键在于确定采用新式引擎的冥王星飞船是否可行。聚变能将允许轨道探测器与冥王星之间完成多次运输任务，在4-6年内可运送1000公斤装载。抵达冥王星后，该系统还将为设备供应2MW的能量，以满足高带宽传输、登陆器需求等等。

参考资料

http://www.nasa.gov/feature/niac-2016-phase-i-selections