Tiden med udforskning af fornyet rum har ført til nogle temmelig ambitiøse forslag. Mens mange har været på bøgerne i årtier, har det kun været i de senere år, at nogle af disse planer er blevet teknologisk gennemførlige. Et godt eksempel er asteroidminedrift, hvor robot rumfartøjer ville rejse til Asteroids Near Earth og Main Asteroid Belt for at høste mineraler og andre ressourcer.
I øjeblikket er en af de største udfordringer, hvordan disse håndværk ville være i stand til at komme rundt og tanke, når de først er i rummet. For at tackle dette har det New York-baserede firma Honeybee Robotics kørt op med University of Central Florida (UFC) for at udvikle et dampdrevet robot rumfartøj. Virksomheden udgav for nylig en demonstrationsvideo, der viser deres prototype World is Not Enough (WINE) “steam hopper” i aktion.
Honeybee Robotics blev grundlagt i 1983 og har en lang historie med at udvikle teknologier til rumforskning. I den tid har de opfyldt over 300 kontrakter for NASA, som har inkluderet værktøjer, der er brugt af Ånd, Lejlighed og Nysgerrighed rovere og Phoenix Lander. Med henblik på udsigten til asteroidminedrift samarbejdede virksomheden med UCF-videnskabsmanden Dr. Phil Metzger om at udvikle et robot rumfartøj af hensyn til kommerciel minedrift.
Udover at være associeret med UCFs Planetary Science Group (PSG) har Dr. Metzger en lang historie med at arbejde med NASA. Faktisk co-grundlagt Metzger Swamp Works på NASAs Kennedy Space Center, der er model på Lockheed Martins Skunk Works og designet til at implementere innovationsstrategier tilpasset fra Silicon Valley.
Hos PSG fortsætter Metzger med at udvikle det, han betegner som ”Economic Planetary Science”, der er fokuseret på at udvikle teknologier til ressourceudnyttelse in situ (ISRU) - lige fra minedrift og fremstilling til byggeri. Ligesom udviklingen af genanvendelige rumfartøjer har ISRU sigte på at gøre rumforskning mere omkostningseffektiv ved at stole på lokalt høstede ressourcer.
Det er princippet bag WINE-rumfartøjet, der ville høste vandis fra asteroider eller planetarisk regolit. Denne is blev derefter fanget i en kold fælde og opvarmet for at skabe damp til fremdrift. Elektrisk strøm vil blive leveret af solcellepaneler eller muligvis en letvægts radiooptisk opvarmningsenhed.
Disse valg af strømforsyning ville give mulighed for fleksibilitet ved mission ved at give robot rumfartøjet muligheden for at arbejde i forskellige miljøer. For eksempel, hvis tragten arbejdede i miljøer med lav tyngdekraft tættere på hjemmet, ville solcellepaneler være tilstrækkelige. Hvis det arbejdede i miljøer med høj tyngdekraft og / eller steder langt fra solen, ville et atombatteri være den valgte metode.
En video af prototypens første demonstration blev for nylig sendt på twitter af Kris Zacny, vicepræsident for Honeybee Robotics. Som Metzger beskrev demonstrationen i en nylig UCF-pressemeddelelse:
"Det er fantastisk. VIN udvindes med succes jordbunden, lavede raketdrivningsmiddel og lancerede sig selv på en dampstråle udvundet fra simulanten. Vi kunne potentielt bruge denne teknologi til at hoppe på Månen, Ceres, Europa, Titan, Pluto, polerne af Merkur, asteroider - hvor som helst der er vand og tilstrækkelig lav tyngdekraft. ”
Prototypen damphopper blev oprettet af Honeybee i samarbejde med Embry-Riddle Aeronautical University, som hjalp med at udvikle de indledende dampbaserede raket thrustere. UCF leverede det simulerede asteroide materiale, mens Metzger skabte de computermodeller og simuleringer, der var nødvendige for at bevise konceptet (en proces, der tog tre år).
Beholderen ville udnytte nøgleelementer af teknologi som Mobile In-Situ Water Extractor (MISWE), et spiral riflet coringrør, der blev udviklet af Honeybee til NASA-missioner til Månen, Mars og videre. Til WINE-rumfartøjet er denne aftrækker kombineret med en 3D-trykt koldgasstruster og en tank, der er specielt designet til at passe ind i en CubeSat.
Den 11-sekunders video, der blev sendt til twitter, viser prototypen, der fyrer sin motor og opløber ved virksomhedens testfacilitet den 31. december. Denne demonstration kom ved afslutningen af et fase 2-tilskud, der blev tildelt af NASAs programmer for små virksomheder og innovationsforskning og Small Business Technology Transfer (SBIR / SBTT) - som blev tildelt i 2016 og varede i to år.
”Projektet har været en samarbejdsindsats mellem NASA, akademia og industri; og det har været en enorm succes, ”sagde Kris Zacny i en pressemeddelelse fra virksomheden. ”Det VIN-lignende rumfartøj har potentialet til at ændre, hvordan vi udforsker universet.”
Konsekvenserne af denne teknologi går langt ud over asteroideudvindingen. For tiden er interplanetære missioner tvunget til at afslutte, når rumfartøjet løber tør for drivmiddel. Men som Metzger forklarede, ville udviklingen af denne type rumfartøjer (som kan miner og forarbejde sit eget brændstof) forlænge levetiden for interplanetære missioner betydeligt:
”Hver gang mister vi vores enorme investering i tid og penge, som vi brugte på at bygge og sende rumfartøjet til dets mål. WINE blev designet til aldrig at løbe tør for drivmiddel, så efterforskningen bliver billigere. Det giver os også mulighed for at udforske på kortere tid, da vi ikke behøver at vente i årevis, når et nyt rumfartøj rejser fra Jorden hver gang. ”
I betragtning af den hastighed, hvorpå kommercielt luftrum (aka. NewSpace) skrider frem, og det faktum, at asteroideundersøgelser begynder meget snart, kan det gå et årti eller endda få år, før minedrift som WINE sendes til de nærmeste asteroider . Og med flere agenturer, der ønsker at udføre måne- og marsundersøgelsesmissioner, kunne rumfartøjer med dampbeholder finde sig selv på rejse over hele solsystemet.
I betragtning af den potentielle udbetaling er der sandsynligvis ingen mangel på industrier, der ønsker at komme ind på denne voksende sektor. Og hvis teknologien og metodikken kan udarbejdes, kunne menneskeheden se på Gold Rush for at afslutte alle guldrush. For ikke at nævne jern, nikkel, kobolt, mangan, molybdæn, aluminium, titan, vand og en hel masse andre ressourcer!
Virksomheden har siden udgivet en video i fuld længde, der viser WINE-konceptet og teknologidemonstrationen. Tjek det nedenfor:
