L'era della rinnovata esplorazione dello spazio ha portato ad alcune proposte piuttosto ambiziose. Mentre molti sono stati sui libri per decenni, è stato solo negli ultimi anni che alcuni di questi piani sono diventati tecnologicamente fattibili. Un buon esempio è l'estrazione di asteroidi, in cui i veicoli spaziali robotici viaggerebbero verso gli asteroidi vicino alla terra e la fascia principale degli asteroidi per raccogliere minerali e altre risorse.
Al momento, una delle principali sfide è come queste imbarcazioni sarebbero in grado di aggirare e fare rifornimento una volta che sono nello spazio. Per ovviare a questo problema, la società con sede a New York Honeybee Robotics ha tentato con l'Università della Florida centrale (UFC) di sviluppare un veicolo spaziale robotizzato alimentato a vapore. La società ha recentemente pubblicato un video dimostrativo che mostra il suo prototipo di "tramoggia vapore" World is Not Enough (WINE) in azione.
Fondata nel 1983, Honeybee Robotics ha una lunga storia nello sviluppo di tecnologie per l'esplorazione dello spazio. A quel tempo, hanno adempiuto oltre 300 contratti per la NASA, che ha incluso gli strumenti utilizzati dalla Spirito, Opportunità e Curiosità rover e il Fenice lander. Affrontando la prospettiva dell'estrazione di asteroidi, la compagnia ha collaborato con lo scienziato della UCF, il dott. Phil Metzger, per sviluppare un veicolo spaziale robotizzato per il bene dell'estrazione commerciale.
Oltre ad essere associato al Planetary Science Group (PSG) dell'UCF, il Dr. Metzger ha una lunga storia di lavoro con la NASA. In effetti, Metzger ha co-fondato la Swamp Works presso il Kennedy Space Center della NASA, che è modellato sulla Skunk Works di Lockheed Martin e progettato per implementare strategie di innovazione adattate dalla Silicon Valley.
In PSG, Metzger continua a sviluppare quella che definisce "scienza planetaria economica", che si concentra sullo sviluppo di tecnologie per l'utilizzo delle risorse in situ (ISRU), che vanno dall'estrazione mineraria e manifatturiera alla costruzione. Proprio come lo sviluppo di veicoli spaziali riutilizzabili, ISRU mira a rendere l'esplorazione dello spazio più economica facendo affidamento su risorse raccolte localmente.
Questo è il principio alla base della navicella spaziale WINE, che raccoglierebbe ghiaccio d'acqua da asteroidi o regolite planetaria. Questo ghiaccio verrebbe quindi catturato in una trappola fredda e riscaldato per creare vapore per la propulsione. L'energia elettrica verrebbe fornita da pannelli solari, o eventualmente da un'unità di riscaldamento radioscopica leggera.
Queste scelte di alimentazione consentirebbero la flessibilità della missione dando al veicolo spaziale robotico la capacità di lavorare in ambienti diversi. Ad esempio, se la tramoggia funzionasse in ambienti a bassa gravità più vicini a casa, i pannelli solari sarebbero sufficienti. Se funzionasse in ambienti ad alta gravità e / o in luoghi lontani dal sole, una batteria nucleare sarebbe il metodo di scelta.
Un video della prima dimostrazione del prototipo è stato recentemente pubblicato su Twitter da Kris Zacny, vicepresidente di Honeybee Robotics. Come Metzger ha descritto la dimostrazione in un recente comunicato stampa UCF:
"È meraviglioso. WINE estrasse con successo il terreno, costruì un propellente per razzi e si lanciò su un getto di vapore estratto dal simulante. Potremmo potenzialmente usare questa tecnologia per saltare su Luna, Cerere, Europa, Titano, Plutone, i poli di Mercurio, asteroidi - ovunque ci sia acqua e gravità sufficientemente bassa. "
Il prototipo di tramoggia del vapore è stato creato da Honeybee in collaborazione con la Embry-Riddle Aeronautical University, che ha contribuito a sviluppare i primi propulsori a razzo a vapore. UCF ha fornito il materiale asteroide simulato, mentre Metzger ha creato i modelli di computer e le simulazioni necessarie per dimostrare il concetto (un processo che ha richiesto tre anni).
La tramoggia sfrutterà le principali tecnologie come il Mobile In-Situ Water Extractor (MISWE), un tubo di carotaggio scanalato a spirale che è stato sviluppato da Honeybee per le missioni della NASA sulla Luna, su Marte e oltre. Per l'astronave WINE, questo estrattore è combinato con un propulsore a gas freddo stampato in 3D e un serbatoio appositamente progettato per adattarsi all'interno di un CubeSat.
Il video di 11 secondi pubblicato su Twitter mostra il prototipo che spara il suo motore e che fa levitare nella struttura di test dell'azienda il 31 dicembre. Questa dimostrazione è giunta alla conclusione di una sovvenzione di Fase 2 concessa dai programmi NASA Small Business Innovation Research e Small Business Technology Transfer (SBIR / SBTT), che è stato assegnato nel 2016 e è durato due anni.
“Il progetto è stato uno sforzo collaborativo tra NASA, mondo accademico e industria; ed è stato un enorme successo ", ha dichiarato Kris Zacny in una nota stampa dell'azienda. "Le astronavi simili a WINE hanno il potenziale per cambiare il modo in cui esploriamo l'universo."
Le implicazioni di questa tecnologia vanno ben oltre l'estrazione di asteroidi. Allo stato attuale, le missioni interplanetarie sono costrette a concludersi una volta che il veicolo spaziale esaurisce il propellente. Ma come spiegato da Metzger, lo sviluppo di questo tipo di veicolo spaziale (che può estrarre ed elaborare il proprio combustibile), prolungherebbe significativamente la vita delle missioni interplanetarie:
“Ogni volta perdiamo il nostro enorme investimento in tempo e denaro che abbiamo speso per costruire e inviare il veicolo spaziale al suo obiettivo. WINE è stato progettato per non rimanere mai a corto di propellente, quindi l'esplorazione sarà meno costosa. Ci consente anche di esplorare in un breve lasso di tempo, dal momento che non dobbiamo aspettare anni perché ogni volta un nuovo veicolo spaziale viaggia dalla Terra. "
Dato il ritmo con cui l'aerospaziale commerciale (alias NewSpace) sta avanzando e il fatto che la prospezione di asteroidi inizierà molto presto, potrebbero essere necessari solo un decennio o addirittura qualche anno prima che le imbarcazioni da miniera come WINE vengano inviate agli asteroidi più vicini. . E con più agenzie che cercano di condurre missioni di esplorazione lunari e marziane, le navicelle spaziali a tramoggia a vapore potrebbero trovarsi a viaggiare attraverso il Sistema Solare.
Dato il potenziale guadagno, è probabile che non manchino le industrie che cercano di entrare in questa fiorente industria. E se la tecnologia e la metodologia possono essere elaborate, l'umanità potrebbe guardare la corsa all'oro per porre fine a tutte le corse all'oro. Per non parlare di ferro, nichel, cobalto, manganese, molibdeno, alluminio, titanio, acqua e molte altre risorse!
Da allora l'azienda ha pubblicato un video integrale che mostra il concetto di WINE e la dimostrazione della tecnologia. Dai un'occhiata qui sotto:
