NASA公布首批“世纪挑战”比赛内容

发布时间:2005-03-30来源:

  2004年6月1日,美国航空航天局(NASA)提出了“世纪挑战”计划,准备组织一个系列有奖比赛,希望通过竞争和奖励形式激励学术界、工业界以及公众,就太空探索和NASA的太空计划提出创造性的解决措施。NASA强调,获奖项目必须是实实在在的成果,而不是简单的提议。此后,NASA开始寻求愿为该计划提供资金或服务的组织伙伴,因为NASA计划在2005年为该计划提供2000万美元,而美国参院只批准了1000万美元。
    
    首批比赛内容亮相
    
    3月23日,NASA终于与合作伙伴“面向太空基金会”宣布了“世纪挑战”的首批内容———价值40万美元的比赛项目。首批的两个比赛分别是:开发用于制造轻质高张力缆绳的材料———“缆绳挑战杯”和研发无线能量传送技术———“能量束挑战杯”。这两个奖项有一个共同的目的:促进“太空电梯”的开发。
    
    要想获得5万美元的“缆绳挑战杯”,参赛队需要依靠民间资金制成在特定直径下张力最高的缆绳,而且他们的缆绳还必须满足一个条件———所能承受的张力必须达到由NASA研制的“房屋缆绳”张力的50%以上。
    
    “能量束挑战杯”的比赛内容是研究如何将能量以集束辐射的形式从发射源无线传送到接收器。参赛队需要建造一个能够将辐射转换为电能的光电电池,并以此为能源,使一个至少负重25千克的攀登机器人沿缆绳向上爬行50米。每个小组拥有3次尝试机会,能在3分钟内举起最多重物并完成50米爬行距离的小组,将获得5万美元的奖金。
    
    到2005年8月第一轮比赛结束时,两项比赛的获奖者将得到5万美元的奖金,而第二轮比赛对技术提出了更高的要求:在2006年6月之前,“能量束挑战杯”比赛的参赛队还需要完成能量发射器。在第二轮,两项比赛第一名的奖金都提高到了10万美元,第二名和第三名将分别获得4万美元和1万美元。
    
    太空电梯
    
    1970年,美国物理学家杰罗姆?皮尔森即提出了太空电梯的概念,后来,他又花了五年时间完善理论,并将他的论文发表在物理学期刊上。
    
    2004年,打造太空电梯的设想再一次引起公众的兴趣。一家美国研究机构表示,准备用大约15年的时间,研制一部能将人和货物送入太空的电梯。这座太空电梯的核心是一条约10万千米长的缆绳,不过它并非普通的缆绳,其材料最终可能采用碳纳米管,这种物质不仅质量轻韧度高,强度更是钢的100倍。缆绳的底端连接着太平洋中赤道上的一座平台,另一端则向太空延伸,与太空中的一个末端连接起来。
    
    使用太空电梯可大大降低将负载送入太空的成本。利用火箭,将一磅重的载荷送入太空的费用为1万美元,而利用太空电梯,则仅需花费100美元。根据NASA科学家的设想,如果目标是把一座太空站送入地球同步轨道,缆绳的长度则要超过35万千米,而连接地球的一端则需要至少在32千米高的塔上。为了使缆绳不致坠落,必须使它有足够的离心力,因此在太空的部分必须够重,可能得系上一颗小行星行,才能使得离心力和重力刚好抵消。
    
    由于前景看好,越来越多的研究机构开始研究“天梯”所需的技术,其中不少还曾经得到了NASA的资助。2004年12月,美国麻省理工学院的研究人员对太空电梯原型进行了首次试验,虽然只是最简单的太空电梯模型,并不能用来运送宇航员,但是利用单独的电源,电梯已经能沿细线上下升降,在实验过程中研究人员成功地使电梯上升到约90米高度。
    
    NASA现在将太空电梯等项目作为比赛内容邀请社会力量广泛参与,也许是受到了刚刚颁给了太空飞船一号的“X大奖”的启发。NASA强调,这些工作将使多项空间计划受益,为人类重返月球以及将来登上火星做出准备。
    
    位于加利福尼亚的“面向太空基金会”是一个非盈利性公立基金,致力于促进空间科学技术对公众的影响和教育。他们在2004年设立了名为“太空梯:2010”的有奖竞赛,意指在2010年以前要研制出真正意义的太空电梯。现在他们与NASA合作,无疑将进一步推动太空电梯研制的热情。
    
    NASA还计划在未来几个星期中宣布更多的“世纪挑战”项目。NASA“世纪挑战”项目经理布兰特?斯旁伯格说:“这些比赛中的创新将支持航空材料学和结构学、人类或机器人到行星表面作业、充满未来概念的太空电梯和太阳能卫星等技术取得不断的进步。”
    
    你说我说:
    
    美国航空航天局(NASA)23日宣布,“太空电梯”将成为“世纪挑战”系列赛的首批项目,此时距去年6月NASA准备推出“世纪挑战”计划仅仅9个月时间。如此快地推出“世纪挑战”,很大原因是去年“X大奖”赛的大获成功。NASA参照“X大奖”的模式,不但组织了专门的理事会来进行运作,还面向全社会征集合作伙伴。
    
    1995年5月,由基金会运作的“X大奖”赛在美国圣路易斯正式实施,其目的在于鼓励私人建造太空飞行器,打破政府航天部门的垄断,向公众提供太空旅行服务。创始人之一的迪亚曼迪斯希望,这笔奖金的效果能像“奥泰格奖”推进人类航空旅行一样,推进太空旅行。1928年,美国人查尔斯?林德伯格驾驶“圣路易斯精神号”飞机,首次单独飞越大西洋,赢得了价值2.5万美元的“奥泰格奖”,而航空业如今也早已发展成了规模达2500亿的庞大产业。
    
    由于“X大奖”赛基金会的不懈努力,奖金规模不断攀升。它先后得到了企业家、冒险家和旅行家的资助,1998年5月,由于美国第一银行的参与,奖金额突破500万美元;2004年5月,接受了大企业家安萨里家族的赞助后,奖金额高达1000万美元,其名称也改为“安萨里X大奖”。
    
    这项比赛先后吸引了来自7个国家的26支参赛队。2004年10月4日,“太空飞船一号”终于实现了比赛要求,携带3名乘员在两个星期内两次超越100公里高度,一举夺得“X大奖”奖金。
    
    “重赏之下必有勇夫”的策略获得了极大成功,这使NASA终于开始正视社会力量。
    
    民间有很多喜欢冒险的大资本家和秉持高风险高回报信条的风险基金,他们精挑细选的项目往往具有非常好的发展潜力。同时,在政府资助范围之外也有不少优秀科学家,由于缺少资金支持,只能把梦想埋藏在心底。但是当两者结合在一起,其成就却可能令人瞠目结舌,这是因为与政府资助的研究项目相比,社会力量所进行的科研项目往往更有针对性、连贯性,效率也更高。
    
    受此启发,NASA很快就推出了“世纪挑战”计划,并且成立了专门机构“探索系统项目理事会(ESMD)”进行运作,负责人克雷格?斯泰德说:“在过去的200多年中,奖金在激发新的科学、技术、工程和探险成就中扮演了重要角色,‘世纪挑战’将用奖金来使梦想中的太空探索成为现实。”
    
    而NASA那么快就圈定太空电梯为首批比赛内容还有另一个原因,那就是社会对此项目热情高涨,一些民间机构估计的建设时间大大低于NASA的设想。NASA曾在2000年认为,太空电梯有望在50年内建成。但去年,一家美国公司表示可以在15年内完成这一目标,而现已成为“世纪挑战”合作伙伴的“面向太空基金会”甚至表示,谁在2010年造出“天梯”,就可获得该基金会提供的奖金。
    
    NASA的参与使得这个面向社会的比赛拥有了更大的号召力。因为NASA所推出的项目其可行性已经经过了充分论证,而且NASA明显会成为技术成果的潜在合作对象,这为其以后的收回投资提供了保障。
    
    这项赛事对NASA的好处也显而易见。首先,NASA不会再像在X大奖赛中那样,尴尬地成为一个旁观者并饱受舆论指责;其次,社会力量的参与也可以引入竞争机制,促使官方研究机构提高工作效率;第三,NASA将来可以通过合作形式优先使用开发出来的新技术,这对NASA实现美国总统布什提出的探测月球和火星计划可能起到关键作用。
    
    花小钱、办大事,NASA的第一步走得非常漂亮。不过,这项比赛最终结果如何还很难说,能否筹得像X大奖那样高额的奖金也许是成败的关键。因为对于太空探索领域而言,1000万美元也并不算多,单单微软公司创始人之一保罗?艾伦就为“太空飞船一号”投资了2000万。好在这项比赛拥有非常广阔的社会环境,毕竟,遨游太空可是无数人的儿时梦想。