Era ponownej eksploracji kosmosu doprowadziła do dość ambitnych propozycji. Podczas gdy wiele osób było w książkach od dziesięcioleci, dopiero w ostatnich latach niektóre z tych planów stały się wykonalne technologicznie. Dobrym przykładem jest wydobywanie asteroid, w których robotyczny statek kosmiczny podróżowałby do planetoid bliskiego Ziemi i głównego pasa planetoid, aby zbierać minerały i inne zasoby.
W tej chwili jednym z głównych wyzwań jest to, w jaki sposób te jednostki byłyby w stanie poruszać się i tankować, gdy znajdą się w kosmosie. Aby temu zaradzić, nowojorska firma Honeybee Robotics nawiązała współpracę z University of Central Florida (UFC) w celu opracowania robota kosmicznego z napędem parowym. Niedawno firma wydała film demonstracyjny pokazujący, że ich prototypowy „Świat nie wystarcza” (WINE) „lejek parowy” w akcji.
Firma Honeybee Robotics, założona w 1983 roku, ma długą historię opracowywania technologii eksploracji kosmosu. W tym czasie zrealizowali oni ponad 300 kontraktów na NASA, które obejmowały narzędzia używane przez Duch, Okazja i Ciekawość łaziki i Feniks lądownik. W odpowiedzi na perspektywę wydobycia asteroid firma nawiązała współpracę z naukowcem z UCF, dr. Philem Metzgerem, aby opracować robotyczny statek kosmiczny na potrzeby górnictwa komercyjnego.
Oprócz bycia współpracownikiem Planetary Science Group (PSG) UCF, dr Metzger ma długą historię współpracy z NASA. W rzeczywistości Metzger był współzałożycielem Swamp Works w NASA's Kennedy Space Center, który jest wzorowany na Skunk Works Lockheeda Martina i zaprojektowany w celu wdrażania strategii innowacyjnych dostosowanych z Doliny Krzemowej.
W PSG Metzger kontynuuje rozwój, który nazywa „ekonomiczną planetarną nauką”, który koncentruje się na opracowywaniu technologii wykorzystania zasobów in situ (ISRU) - od wydobycia i produkcji po budowę. Podobnie jak rozwój statków kosmicznych wielokrotnego użytku, ISRU dąży do tego, aby eksploracja kosmosu była bardziej opłacalna, polegając na lokalnie pozyskiwanych zasobach.
Taka jest zasada działania statku kosmicznego WINE, który zbierałby lód wodny z asteroid lub regolitu planetarnego. Ten lód zostałby następnie schwytany w zimną pułapkę i podgrzany w celu wytworzenia pary do napędu. Energia elektryczna byłaby dostarczana z paneli słonecznych lub ewentualnie lekkiego radioskopicznego urządzenia grzewczego.
Taki wybór zasilacza pozwoliłby na elastyczność misji, dając robotom kosmicznym możliwość pracy w różnych środowiskach. Na przykład, jeśli zbiornik pracował w warunkach niskiej grawitacji bliżej domu, wystarczą panele słoneczne. Gdyby działał w środowiskach o dużej grawitacji i / lub w miejscach oddalonych od Słońca, najlepszym wyborem byłaby bateria nuklearna.
Kris Zacny, wiceprezes Honeybee Robotics, opublikował wideo z pierwszej demonstracji prototypu na Twitterze. Jak Metzger opisał demonstrację w ostatnim komunikacie prasowym UCF:
"To jest zajebiste. WINE z powodzeniem wydobywało glebę, wytwarzało paliwo rakietowe i wystartowało w strumieniu pary wydobytej z płynu modelowego. Moglibyśmy potencjalnie wykorzystać tę technologię, aby wskoczyć na Księżyc, Ceres, Europę, Tytana, Plutona, bieguny Merkurego, asteroidy - wszędzie tam, gdzie jest woda i wystarczająco niska grawitacja. ”
Prototypowy zbiornik parowy został stworzony przez Honeybee we współpracy z Embry-Riddle Aeronautical University, który pomógł opracować początkowe pędniki rakietowe na bazie pary. UCF dostarczył symulowany materiał asteroid, a Metzger stworzył modele komputerowe i symulacje potrzebne do udowodnienia tej koncepcji (proces ten trwał trzy lata).
Lej wykorzystywał kluczowe technologie, takie jak mobilny ekstraktor wodny na miejscu (MISWE), spiralnie karbowana rura rdzeniowa, opracowana przez Honeybee na potrzeby misji NASA na Księżyc, Marsa i nie tylko. W przypadku statku kosmicznego WINE ekstraktor ten jest połączony z nadmuchiwanym zimnym pędnikiem gazowym z nadrukiem 3D i zbiornikiem, które zostały specjalnie zaprojektowane, aby pasowały do CubeSat.
11-sekundowe wideo opublikowane na Twitterze pokazuje, że prototyp odpala silnik i lewituje w placówce testowej firmy 31 grudnia. Ta demonstracja nastąpiła na zakończenie grantu fazy 2 przyznanego przez programy NASA Small Business Innovation Research i Small Business Technology Transfer (SBIR / SBTT) - który został przyznany w 2016 roku i trwał dwa lata.
„Projekt powstał przy współpracy NASA, środowisk akademickich i przemysłu; i był to ogromny sukces - powiedział Kris Zacny w komunikacie prasowym firmy. „Statki kosmiczne podobne do WINE mogą zmienić sposób, w jaki badamy wszechświat”.
Implikacje tej technologii wykraczają daleko poza wydobycie asteroid. Obecnie misje międzyplanetarne są zmuszone do zakończenia, gdy w statku kosmicznym zabraknie paliwa. Ale jak wyjaśnił Metzger, rozwój tego typu statku kosmicznego (który może wydobywać i przetwarzać własne paliwo) znacznie wydłużyłby życie misji międzyplanetarnych:
„Za każdym razem, gdy tracimy ogromną inwestycję w czas i pieniądze, które spędziliśmy na budowie i wysyłaniu statku kosmicznego do celu. WINE zostało zaprojektowane tak, aby nigdy nie zabrakło paliwa, więc eksploracja będzie tańsza. Pozwala nam także na eksplorację w krótszym czasie, ponieważ nie musimy czekać latami, ponieważ nowy statek kosmiczny za każdym razem leci z Ziemi ”.
Biorąc pod uwagę tempo, w jakim rozwija się komercyjny przemysł lotniczy (aka. NewSpace), oraz fakt, że wkrótce rozpocznie się poszukiwania planetoid, może minąć zaledwie dekada, a nawet kilka lat, zanim jednostki wydobywcze takie jak WINE zostaną wysłane do najbliższych planetoid . Dzięki wielu agencjom pragnącym prowadzić księżycowe i marsjańskie misje badawcze, statek kosmiczny w leju parowym mógłby podróżować po całym Układzie Słonecznym.
Biorąc pod uwagę potencjalną wypłatę, prawdopodobnie nie zabraknie branż, które chcą wejść na ten rozwijający się przemysł. A jeśli uda się wypracować technologię i metodologię, ludzkość może patrzeć na Gorączkę Złota, aby położyć kres wszystkim gorączkom złota. Nie wspominając o żelazie, niklu, kobalcie, manganie, molibdenie, aluminium, tytanie, wodzie i wielu innych zasobach!
Od tego czasu firma wydała pełnometrażowe wideo, które przedstawia koncepcję WINE i demonstrację technologii. Sprawdź to poniżej:
