211service.com
Dampdrevne romfartøyer kan sette i gang asteroideutforskning
HONINGBIERROBOTIKK Honningbier robotikk
Da ideen om gruvedrift av asteroider først blomstret, snakket mange av de involverte firmaene om å bruke vannbasert drivstoff for å drive romfartøyet deres. Tanken var at is var så rikelig på asteroider at den kunne brytes ned til hydrogen og oksygen for å lage et mer effektivt drivstoff. Dette ville være en billig måte å forlenge livet til hvert oppdrag.
Men ettersom de mest fremtredende asteroidegruveselskapene slet for finansiering og til slutt ble kjøpt opp, avtok mye av interessen for vanndrevne romfartøyer sammen med dem. Nå øker et nytt prosjekt muligheten for en dampalder av verdensrommet igjen.
Denne artikkelen dukket først opp i The Airlock, vårt nyhetsbrev om romteknologi. Du kan registrere deg her – det er gratis!
Forrige måned avduket et team ledet av University of Central Florida (UCF) et romfartøy som vil bruke vann til å utforske, i stedet for mine, asteroider. I stedet for å avslutte oppdraget når enheten går tom for drivmiddel, vil WINE (World Is Not Enough)-fartøyet trekke vanndrivstoff rett fra himmellegemene det besøker. WINE-teamets tilnærming er forskjellig fra den tidligere ideen, ved at den ville bruke vann direkte i stedet for å bryte det ned til gasser. I teorien er dette billigere og mindre utsatt for feil. Vi ønsker å bruke ressurser som er tilgjengelig, sier Phil Metzger, som leder prosjektet for UCF. Vi må gå på passende teknologi, ikke høyteknologi.
Etter å ha landet på en isete kropp, en slik asteroide, vil WINE bore seg inn i isen. Den smelter vannet, fanger det opp og fryser det på nytt inne i romfartøyets tank, som tar opp omtrent en tredjedel av volumet. Når den er klar til å forberede seg til start, varmer den opp det frosne vannet ved hjelp av solenergi eller atomkraft i løpet av omtrent 10 dager, og bygger opp trykket inne. Deretter, i et utbrudd, slippes trykket ut som damp, og skyter romfartøyet til neste nærliggende destinasjon. Konseptet minner om de som er foreslått av asteroidegruveselskapene Deep Space Industries (DSI) og Planetary Resources . Grant Bonin, tidligere sjefingeniør i DSI, kalte en gang prototypen Prospector-1-fartøyet en flygende dampkjele.
Dampkraft har allerede vist seg å være et effektivt verktøy i jordens bane. DSI hadde tidligere brukt en teknikk kjent som vannbasert elektrotermisk fremdrift (i hovedsak dampkraft) for å utvikle Comet, en enhet som kunne manøvrere satellitter i bane. Bradford Space, som kjøpte DSI, fortsetter å selge den. På den nylige oppskytingen av SSO-A SmallSat Express som delte turer i fjor, var fire av satellittene som koblet til en tur utstyrt med den vanndrevne Comet. DSIs tidligere konkurrent Planetary Resources foreslo et lignende konsept, i håp om at satellittene kunne fylles på igjen for alltid med drivstoff laget av vann utvunnet fra jordnære asteroider, i stedet for å avslutte oppdraget når de gikk tom for drivstoff.
Komet fremdriftssystem. Bradford Space
Silicon Valley-oppstarten Momentus prøver også å presse vannets evner i bane til neste nivå ved å gjøre det om til plasma. De ønsker å få høyere ytelse ut av vannet ved å overopphete det til temperaturer nær de som finnes på overflaten av solen. Den resulterende kraften ville bli brukt til å flytte satellitter rundt jorden. Selskapets første rombaserte test av sin elektrotermiske thruster er planlagt for i år .
Metzger ser at WINE opererer i svermer rundt asteroidebeltet, leter etter de beste stedene for gruvedrift, eller blir brukt til å utvide rekkevidden til en planetarisk lander. På slutten av dagen vil du få et atlas over solsystemlegemer, sier Kris Zacny, direktøren for Exploration Technology Group ved Honeybee Robotics, som jobber med UCF.
Å bruke damp på denne måten er ikke spesielt effektivt. I verdensrommet kan imidlertid vann fylle en bestemt nisje. Det er miljøvennlig, gir mulighet for dypromspåfyll og er bevist her hjemme. Den største appellen til dampmotorer er deres enkelhet, sier Alison Dufresne, en romfarts- og systemingeniør ved Bradford Space. Dampmaskiner har eksistert lenge. Vi vet hvordan de fungerer.
I teorien, så lenge WINE har tilgang til sol- eller kjernekraft og vann, vil det kunne utforskes på ubestemt tid. Imidlertid gir dampkraften fartøyet bare nok kraft til å bevege seg i situasjoner med svært lav tyngdekraft, noe som betyr at det ikke vil skyte fra Jupiter til Mars med det første.
Fartøyets gruve- og fremdriftssystem ble vellykket testet her på jorden forrige måned. Testene viste at WINE kan skape nok kraft til å hoppe mellom asteroider ved å bruke vann utvunnet fra modellasteroidemateriale. Det er imidlertid fortsatt et stykke unna en første lansering, selv om teamet ser etter partnere for å få det til. Vi har brukt damp i århundrer, sier Zacny. Uten den hadde vi ikke vært her akkurat nå. Så damp kan være dette første trinnet for å utforske verdensrommet.