雖然科學(xué)家們已經(jīng)在緩解與長(zhǎng)期零重力接觸有關(guān)的個(gè)別癥狀方面取得了重大進(jìn)展，但產(chǎn)生人工重力的能力將消除許多問題的根源，并可以大大改善長(zhǎng)期任務(wù)中的宇航員健康。

將旋轉(zhuǎn)的太空棲息地作為產(chǎn)生人工重力的手段的概念可以追溯到一個(gè)多世紀(jì)以前。然而，人類暴露在低至3RPM的旋轉(zhuǎn)速率下會(huì)感到不適。為了在1-2 RPM的旋轉(zhuǎn)速率下產(chǎn)生接近1g的人工重力，需要一個(gè)千米級(jí)的結(jié)構(gòu)。

卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)研究人員近日提出的一個(gè)解決方案的核心是由機(jī)械超材料構(gòu)建的高膨脹率可部署結(jié)構(gòu)（HERDS）。具體來說，研究人員利用了過去5年中的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)現(xiàn)：shearing auxetics和branched scissor機(jī)制。他們打算生產(chǎn)具有前所未有的150倍膨脹率的管狀結(jié)構(gòu)。

研究人員第一階段的NIAC研究已經(jīng)證明了這種方法的可行性，并指出了第二階段必須解決的幾個(gè)技術(shù)問題。

第二階段的關(guān)鍵技術(shù)工作將集中在四個(gè)具體的方向上：

對(duì)不斷擴(kuò)大的分層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜部署動(dòng)態(tài)進(jìn)行詳細(xì)建模和理解。

利用模擬和設(shè)計(jì)優(yōu)化，在存在制造錯(cuò)誤和外部干擾的情況下減輕部署期間的干擾。

快速原型設(shè)計(jì)和基于硬件的設(shè)計(jì)迭代，以校準(zhǔn)模型和評(píng)估子系統(tǒng)組件。

對(duì)具有數(shù)千條鏈路的米級(jí)原型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以展示無干擾的部署和高擴(kuò)展率。

這項(xiàng)工作將對(duì)NASA的目標(biāo)產(chǎn)生直接和長(zhǎng)期的影響。在短期內(nèi)，這樣的結(jié)構(gòu)將使人類在近月空間的持續(xù)居住成為可能，例如，作為月球門戶的一部分。從中長(zhǎng)期來看，這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)于維持人類在深空的生活將是至關(guān)重要的。最后，大型結(jié)構(gòu)還將通過支持大型望遠(yuǎn)鏡陣列來推動(dòng)天文學(xué)的發(fā)展。