Ar tvaiku darbināmi kosmosa kuģi varētu ātri uzsākt asteroīdu izpēti

MEDUS BIŠU ROBOTIKAS Medus bišu robotika

Kad ideja par asteroīdu ieguvi pirmo reizi uzplauka, daudzi no iesaistītajiem uzņēmumiem runāja par ūdens bāzes degvielas izmantošanu savu kosmosa kuģu darbināšanai. Ideja bija tāda, ka uz asteroīdiem ledus bija tik daudz, ka to varēja sadalīt ūdeņradī un skābeklī, lai iegūtu efektīvāku degvielu. Tas būtu lēts veids, kā pagarināt katras misijas dzīvi.

Taču, tā kā visievērojamākie asteroīdu ieguves uzņēmumi cīnījās par finansējumu un galu galā tika izpirkti, līdz ar tiem mazinājās arī liela interese par ar ūdeni darbināmiem kosmosa kuģiem. Tagad jauns projekts atkal palielina kosmosa tvaika laikmeta iespēju.

Šis raksts pirmo reizi parādījās mūsu kosmosa tehnoloģiju informatīvajā izdevumā The Airlock. Reģistrēties var šeit — tas ir bez maksas!

Pagājušajā mēnesī Centrālās Floridas Universitātes (UCF) vadītā komanda atklāja kosmosa kuģi, kas izmantos ūdeni, lai izpētītu asteroīdus, nevis raktuves. Tā vietā, lai beigtu misiju, kad ierīcē beigsies degviela, WINE (World Is Not Enough) kuģis izvilks ūdens degvielu tieši no debess ķermeņiem, kurus tas apmeklē. WINE komandas pieeja atšķiras no iepriekšējās idejas, jo tā izmantos ūdeni tieši, nevis sadalīs to gāzēs. Teorētiski tas ir lētāks un mazāk pakļauts neveiksmēm. Mēs vēlamies izmantot pieejamos resursus, saka Fils Metzgers, kurš vada UCF projektu. Mums ir jāiet uz atbilstošām tehnoloģijām, nevis augstām tehnoloģijām.

Pēc nolaišanās uz ledus ķermeņa, piemēram, asteroīdu, VĪNS urbsies ledū. Tas izkausē ūdeni, uztver to un atkārtoti sasaldē kosmosa kuģa tvertnē, kas aizņem apmēram trešdaļu no tā tilpuma. Kad tas ir gatavs sagatavoties pacelšanās brīdim, tas aptuveni 10 dienu laikā uzsilda sasalušo ūdeni, izmantojot saules vai kodolenerģiju, veidojot spiedienu iekšpusē. Pēc tam sprādzienā spiediens tiek atbrīvots kā tvaiks, izšaujot kosmosa kuģi uz nākamo tuvāko galamērķi. Koncepcija atgādina asteroīdu ieguves uzņēmumu Deep Space Industries (DSI) un Planetary Resources piedāvātos. Grants Bonins, bijušais DSI galvenais inženieris, savulaik tā prototipu sauca par Prospector-1 kuģi lidojoša tvaika tējkanna.

Tvaika jauda jau ir izrādījusies efektīvs līdzeklis Zemes orbītā. DSI iepriekš bija pielietojusi paņēmienu, kas pazīstams kā ūdens bāzes elektrotermiskā piedziņa (būtībā tvaika jauda), lai izstrādātu Comet - ierīci, kas varētu manevrēt satelītus orbītā. Bradford Space, kas iegādājās DSI, turpina to pārdot. Pagājušajā gadā nesenajā SSO-A SmallSat Express startā četri no satelītiem, kas piekabinājās, bija aprīkoti ar ūdens dzinēju Comet. DSI bijušais konkurents Planetary Resources ierosināja līdzīgu koncepciju, cerot, ka satelītus varētu uz visiem laikiem uzpildīt ar degvielu, kas iegūta no ūdens, kas iegūts no Zemei tuvu esošajiem asteroīdiem, nevis pārtraukt savu misiju, kad tiem beigsies degviela.

Komētas piedziņas sistēma. Bredfordas kosmoss

Silīcija ielejas starta uzņēmums Momentus arī mēģina virzīt ūdens spējas orbītā uz nākamo līmeni, pārvēršot to plazmā. Viņi vēlas iegūt lielāku veiktspēju no ūdens, pārkarsējot to līdz temperatūrai, kas ir tuvu saules virsmas temperatūrai. Iegūtais spēks tiktu izmantots satelītu pārvietošanai ap Zemi. Uzņēmuma pirmais kosmosa tests elektrotermiskajam dzinējam ir paredzēts šim gadam .

Metzgers redz, ka WINE darbojas baros ap asteroīdu joslu, meklē labākās vietas ieguvei vai tiek izmantots, lai paplašinātu planētu nolaišanās zonu. Dienas beigās jūs iegūsit Saules sistēmas ķermeņu atlantu, saka Kris Zacny, Honeybee Robotics izpētes tehnoloģiju grupas direktors, kas strādā ar UCF.

Tvaika izmantošana šādā veidā nav īpaši efektīva. Tomēr kosmosā ūdens var aizpildīt noteiktu nišu. Tas ir videi draudzīgs, piedāvā iespēju uzpildīt dziļās telpās, un tas ir pierādīts mājās. Tvaika dzinēju lielākā pievilcība ir to vienkāršība, saka Elisone Dufresne, Bradford Space kosmosa piedziņas un sistēmu inženiere. Tvaika dzinēji pastāv jau ilgu laiku. Mēs zinām, kā viņi strādā.

Teorētiski, kamēr WINE būs pieejama saules vai kodolenerģija un ūdens, to varēs izpētīt bezgalīgi. Tomēr tvaika vilce nodrošina kuģim tikai tik daudz jaudas, lai tas varētu pārvietoties ļoti zemas gravitācijas situācijās, kas nozīmē, ka tas drīzumā nesāks raķetes no Jupitera uz Marsu.

Kuģa ieguves un piedziņas sistēma pagājušajā mēnesī tika veiksmīgi pārbaudīta šeit uz Zemes. Testi parādīja, ka WINE var radīt pietiekami daudz spēka, lai lēktu starp asteroīdiem, izmantojot ūdeni, kas iegūts no modeļa asteroīda materiāla. Tomēr tas joprojām ir tālu no sākotnējās palaišanas, lai gan komanda meklē partnerus, lai tas notiktu. Mēs esam izmantojuši tvaiku gadsimtiem ilgi, saka Zacny. Bez tā mēs šobrīd šeit nebūtu. Tātad tvaiks varētu būt pirmais solis kosmosa izpētē.

paslēpties