未来太空的探索需要哪些先进技术？

　　经过近百年的探索，人类在太空探索上取得了举世瞩目的成就。但是随着未来探索的不断深入，现有技术很难满足需要。那么未来还需要发展哪些先进技术呢？
　　美国宇航局的任务通过技术革新让未来看起来就像是现在，诸如漫游者用尖端的小工具探索火星，带着小行星样本冒险回家的航天器，以及凝视早期宇宙的复杂太空望远镜。那么，下一件大事是什么？ 2050 年及以后的太空任务可能会发现什么？
　　NASA 的一项小型计划旨在了解什么是可能的，资助对科幻、未来技术概念的早期研究。目标是找出哪些可行，哪些不可行，以及研究人员在此过程中可能会提出哪些令人兴奋的新想法。
　　美国宇航局创新先进概念 (NIAC)的年度研讨会2021年9月21日至23日举办，该研讨会主要探索研究人员如何有朝一日提出一种可能会改变太空游戏规则的想法。提出了在如下四个方面的未来畅想。
　　1. 用于海洋世界的游泳微型机器人
　　海洋世界，液态海洋位于数英里的冰壳之下，是我们太阳系中最有可能孕育生命的地方——这对科学家来说是一个诱人的前景。进入和探索这些水生环境提出了独特的挑战。美国宇航局南加州喷气推进实验室的机器人机械工程师 Ethan Schaler 正在研究一个很有前景的探索想法：使用配备传感器和执行器的 3D 打印厘米级机器人。钻穿冰层并部署微型机器人的母舰也将使用超声波无线控制它们。
　　2. 适用于火星洞穴的长距离爬行和锚定的机器人
　　虽然游泳机器人可能是某些目的地的理想选择，但其他人则需要更牢固的抓地力。斯坦福大学副教授 Marco Pavone 正在开发一种潜在的解决方案。他的 ReachBot 概念可以快速爬过洞穴，使用可伸缩的吊臂长距离抓取。它的各种功能将使小型轻便的机器人能够在棘手的环境中移动，例如垂直的悬崖壁或火星上岩石和不平坦的洞穴地板。
　　3. 在空间中扩展的轻型可展开结构
　　将超大型航天器从地球上移走需要大量计划，因为可以进入太空的大小取决于火箭可以容纳多少。过去多次发射和太空组装已被证明是成功的，但可能还有另一种方式。卡内基梅隆大学助理教授 Zachary Manchester 正在考虑将机械超材料的最新进展整合到轻量级可展开结构设计中的方法。这种结构可以在单个火箭整流罩内发射，然后自主部署到最终尺寸为 10 个足球场的长度。
　　4. 用真菌播种小行星以创造太空土壤
　　空间栖息地概念有各种形状和大小。但所有设计都有一个需要创新思维的共同挑战：太空旅行者如何在长途旅行中维持自己的生活？ Jane Shevtsov 与 Trans Astronautica 公司合作，提供用富含碳的小行星材料创造土壤。真菌会物理分解材料并化学降解任何有毒物质。类似的过程发生在地球上，比如牡蛎蘑菇清理被石油污染的土壤。 NIAC 的研究旨在为未来的太空栖息地找到一种拥有充足绿地和强大农业系统的方法。
　　NASA 通过评估创新和技术可行性的同行评审流程来选择 NIAC 的提案。所有项目仍处于开发的早期阶段，大多数需要十年或更长时间的技术成熟。
　　也许，不久的将来，当这些任务都实现时，那就是人类在太空方面研究的巨大进步。