Tiden med leting etter fornyet rom har ført til noen ganske ambisiøse forslag. Mens mange har vært med på bøkene i flere tiår, er det først de siste årene at noen av disse planene har blitt teknologisk gjennomførbare. Et godt eksempel er gruvedrift av asteroider, der robot romfartøy ville reise til Asteroids Near Earth og Main Asteroid Belt for å høste mineraler og andre ressurser.
For øyeblikket er en av hovedutfordringene hvordan disse håndverkene vil kunne komme seg rundt og fylle bensin når de er i verdensrommet. For å adressere dette har det New York-baserte selskapet Honeybee Robotics startet opp med University of Central Florida (UFC) for å utvikle et dampdrevet robot romfartøy. Selskapet ga nylig ut en demonstrasjonsvideo som viser deres prototype World is Not Enough (WINE) “steam hopper” i aksjon.
Honeybee Robotics ble grunnlagt i 1983 og har en lang historie med å utvikle teknologier for romutforskning. I den tiden har de oppfylt over 300 kontrakter for NASA, som har inkludert verktøy brukt av Ånd, Mulighet og Nysgjerrighet rovere og Føniks lander. For å imøtekomme utsiktene til asteroidedrift, gikk selskapet sammen med UCF-forskeren Dr. Phil Metzger for å utvikle et robotrommet for kommersiell gruvedrift.
I tillegg til å være tilknyttet UCFs Planetary Science Group (PSG), har Dr. Metzger en lang historie med å jobbe med NASA. Faktisk var Metzger med å grunnlegge Swamp Works ved NASAs Kennedy Space Center, som er modellert på Lockheed Martins Skunk Works og designet for å implementere innovasjonsstrategier tilpasset fra Silicon Valley.
Hos PSG fortsetter Metzger å utvikle det han omtaler som “Economic Planetary Science”, som er fokusert på å utvikle teknologier for ressursutnyttelse in situ (ISRU) - alt fra gruvedrift og produksjon til bygging. I likhet med utviklingen av gjenbrukbare romfartøyer, ønsker ISRU å gjøre romutforskningen mer kostnadseffektiv ved å stole på lokale høstede ressurser.
Det er prinsippet bak romfartøyet WINE, som ville høste vannis fra asteroider eller planetarisk regolit. Denne isen ble deretter fanget i en kald felle og oppvarmet for å skape damp for fremdrift. Elektrisk kraft vil bli levert av solcellepaneler, eller muligens en lett radioapparat for varmeovner.
Disse valgene av strømforsyning ville gi mulighet for fleksibilitet i oppdraget ved å gi robot romfartøyet muligheten til å arbeide i forskjellige miljøer. Hvis for eksempel hopperen jobbet i miljøer med lav tyngdekraft nærmere hjemmet, ville solcellepaneler være tilstrekkelig. Hvis det opererte i miljøer med høy tyngdekraft og / eller steder langt fra solen, ville et atombatteri være den valgte metoden.
En video av prototypens første demonstrasjon ble nylig lagt ut på twitter av Kris Zacny, visepresident for Honeybee Robotics. Som Metzger beskrev demonstrasjonen i en fersk UCF-pressemelding:
"Det er kjempebra. VIN gruvde jorda vellykket, laget rakettdrivmiddel og lanserte seg selv på en dampstråle hentet fra simulanten. Vi kan potensielt bruke denne teknologien til å hoppe på Månen, Ceres, Europa, Titan, Pluto, polene i Merkur, asteroider - hvor som helst der det er vann og tilstrekkelig lav tyngdekraft. ”
Prototypen steam hopper ble opprettet av Honeybee i samarbeid med Embry-Riddle Aeronautical University, som bidro til å utvikle de første dampbaserte rakett thrusterne. UCF leverte det simulerte asteroidematerialet, mens Metzger laget datamaskinmodellene og simuleringene som var nødvendige for å bevise konseptet (en prosess som tok tre år).
Beholderen ville utnytte viktige teknologibilder som Mobile In-Situ Water Extractor (MISWE), et spiral riflet kjernerør som ble utviklet av Honeybee for NASA-oppdrag til Månen, Mars og utover. For WINE-romfartøyet er denne avtrekkeren kombinert med en 3D-trykt kald gass-thruster og en tank som er spesielt designet for å passe inni en CubeSat.
Den 11 sekunder lange videoen som ble lagt ut på twitter, viser prototypen som skyter motoren og løfter ved selskapets testanlegg 31. desember. Denne demonstrasjonen kom ved avslutningen av et fase 2-tilskudd tildelt av NASAs Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer (SBIR / SBTT) -programmer - som ble tildelt i 2016 og varte i to år.
"Prosjektet har vært en samarbeidsinnsats mellom NASA, akademia og industri; og det har vært en enorm suksess, sier Kris Zacny i en pressemelding fra selskapet. "De VIN-lignende romskipene har potensial til å endre hvordan vi utforsker universet."
Implikasjonene av denne teknologien går langt utover asteroidedrift. For tiden er interplanetære oppdrag tvunget til å avslutte når romskipet går tom for drivmiddel. Men som Metzger forklarte, utviklingen av denne typen romfartøy (som kan gruve og prosessere sitt eget drivstoff), ville forlenge levetiden til interplanetære oppdrag betydelig:
”Hver gang mister vi den enorme investeringen vår i tid og penger vi brukte på å bygge og sende romskipet til målet. WINE ble designet for å aldri gå tom for drivstoff slik at leting blir billigere. Det lar oss også utforske på kortere tid, siden vi ikke trenger å vente i årevis når et nytt romfartøy reiser fra Jorden hver gang. "
Med tanke på hastigheten som det kommersielle romfart (aka. NewSpace) utvikler seg, og det faktum at asteroidprospektering begynner snart, kan det bare være et tiår eller til og med noen år før gruvefartøy som WINE blir sendt til nærmeste asteroider . Og med flere byråer som ønsker å utføre lunar- og Martian-undersøkelsesoppdrag, kunne romfartøyet til dampbeholder finne seg i å reise over hele solsystemet.
Gitt den potensielle utbetalingen, er det sannsynligvis ingen mangel på næringer som ønsker å komme inn på denne voksende industrien. Og hvis teknologien og metodikken kan utarbeides, kan menneskeheten se på Gold Rush for å avslutte alle gullrushet. For ikke å nevne jern, nikkel, kobolt, mangan, molybden, aluminium, titan, vann og en hel masse andre ressurser!
Selskapet har siden gitt ut en video i full lengde som viser frem WINE-konseptet og teknologidemonstrasjonen. Sjekk det ut nedenfor:
