Dampdrevet rumfartøj kunne sætte gang i asteroideudforskningen

HONINGBIERROBOTIK Honningbi-robotik

Da ideen om asteroide-minedrift først blomstrede, talte mange af de involverede firmaer om at bruge vandbaseret brændstof til at drive deres rumfartøjer. Tanken var, at is var så rigeligt på asteroider, at den kunne nedbrydes til brint og ilt for at lave et mere effektivt brændstof. Dette ville være en billig måde at forlænge hver missions levetid.

Men da de mest fremtrædende asteroide-minevirksomheder kæmpede for finansiering og til sidst blev købt op, faldt meget af interessen for vanddrevne rumfartøjer sammen med dem. Nu rejser et nyt projekt muligheden for en dampalder af rummet igen.

Denne artikel dukkede først op i The Airlock, vores nyhedsbrev om rumteknologi. Du kan tilmelde dig her - det er gratis!

Sidste måned afslørede et hold ledet af University of Central Florida (UCF) et rumfartøj, der vil bruge vand til at udforske, i stedet for mine, asteroider. I stedet for at afslutte missionen, når enheden løber tør for drivmiddel, vil WINE (World Is Not Enough) fartøjet trække vanddrivmiddel direkte fra de himmellegemer, det besøger. WINE-teamets tilgang er forskellig fra den tidligere idé, idet den ville bruge vand direkte i stedet for at nedbryde det til gasser. I teorien er dette billigere og mindre udsat for fejl. Vi vil gerne bruge ressourcer, der er til rådighed, siger Phil Metzger, der leder projektet for UCF. Vi skal gå til passende teknologi, ikke højteknologi.

Efter at have landet på en iskold krop, sådan en asteroide, vil WINE bore ind i isen. Det smelter vandet, fanger det og genfryser det inde i rumfartøjets tank, som fylder omkring en tredjedel af dets volumen. Når den er klar til at forberede sig til start, opvarmer den det frosne vand ved hjælp af sol- eller atomkraft i løbet af cirka 10 dage og opbygger trykket indeni. Derefter frigives trykket i et udbrud som damp, der affyrer rumfartøjet til dets næste nærliggende destination. Konceptet minder om dem, der er foreslået af asteroidemineselskaber Deep Space Industries (DSI) og Planetary Resources. Grant Bonin, tidligere chefingeniør for DSI, kaldte engang sin prototype Prospector-1-fartøj en flyvende dampkedel.

Dampkraft har allerede vist sig at være et effektivt værktøj i kredsløb om Jorden. DSI havde tidligere anvendt en teknik kendt som vandbaseret elektrotermisk fremdrift (i det væsentlige dampkraft) til at udvikle Comet, en enhed, der kunne manøvrere satellitter i kredsløb. Bradford Space, som købte DSI, fortsætter med at sælge det. Ved den nylige opsendelse af SSO-A SmallSat Express-opsendelsen sidste år, var fire af de satellitter, der fik en tur, udstyret med den vanddrevne Comet. DSI's tidligere konkurrent Planetary Resources foreslog et lignende koncept i håbet om, at satellitterne kunne blive genopfyldt for evigt med brændstof lavet af vand udvundet fra jordnære asteroider, i stedet for at afslutte deres mission, da de løb tør for drivmiddel.

Komet fremdriftssystem. Bradford Space

Silicon Valley-startup Momentus forsøger også at skubbe vandets evner i kredsløb til det næste niveau ved at omdanne det til plasma. De ønsker at få højere ydeevne ud af vandet ved at overophede det til temperaturer tæt på dem, der findes på solens overflade. Den resulterende kraft ville blive brugt til at flytte satellitter rundt om Jorden. Virksomhedens første rumbaserede test af sin elektrotermiske thruster er planlagt til i år .

Metzger ser WINE operere i sværme rundt om asteroidebæltet, spejder efter de bedste steder for minedrift eller blive brugt til at udvide rækkevidden af ​​en planetarisk lander. I slutningen af ​​dagen ville du få et atlas over solsystemlegemer, siger Kris Zacny, direktør for Exploration Technology Group hos Honeybee Robotics, som arbejder med UCF.

At bruge damp på denne måde er ikke særlig effektivt. I rummet kan vand dog fylde en bestemt niche. Det er miljøvenligt, giver mulighed for genopfyldning af dybe rum og er gennemprøvet herhjemme. Den største appel ved dampmaskiner er deres enkelhed, siger Alison Dufresne, en rumfremdrivnings- og systemingeniør hos Bradford Space. Dampmaskiner har eksisteret i lang tid. Vi ved, hvordan de fungerer.

I teorien, så længe WINE har adgang til sol- eller atomkraft og vand, vil den være i stand til at udforske på ubestemt tid. Dampkraften giver dog kun fartøjet nok kraft til at bevæge sig i situationer med meget lav tyngdekraft, hvilket betyder, at det ikke snart vil svæve fra Jupiter til Mars.

Fartøjets minedrift og fremdriftssystem blev med succes testet her på Jorden i sidste måned. Testene viste, at WINE kan skabe nok kraft til at hoppe mellem asteroider ved hjælp af vand udvundet fra modelasteroidmateriale. Der er dog stadig langt fra en indledende lancering, selvom teamet leder efter partnere til at få det til at ske. Vi har brugt damp i århundreder, siger Zacny. Uden den ville vi ikke være her lige nu. Så damp kunne være dette første skridt til at udforske rummet.

skjule