Die Ära der erneuten Weltraumforschung hat zu einigen ziemlich ehrgeizigen Vorschlägen geführt. Während viele seit Jahrzehnten in den Büchern stehen, sind einige dieser Pläne erst in den letzten Jahren technologisch machbar geworden. Ein gutes Beispiel ist der Asteroidenabbau, bei dem Roboter-Raumschiffe zu erdnahen Asteroiden und zum Haupt-Asteroidengürtel reisen, um Mineralien und andere Ressourcen zu ernten.
Im Moment besteht eine der größten Herausforderungen darin, wie sich diese Fahrzeuge im Weltraum fortbewegen und tanken können. Um dies zu beheben, hat sich das in New York ansässige Unternehmen Honeybee Robotics mit der University of Central Florida (UFC) zusammengetan, um ein dampfbetriebenes Roboter-Raumschiff zu entwickeln. Das Unternehmen hat kürzlich ein Demonstrationsvideo veröffentlicht, das den Prototyp des „Steam Hopper“ von World is Not Enough (WINE) in Aktion zeigt.
Honeybee Robotics wurde 1983 gegründet und hat eine lange Geschichte in der Entwicklung von Technologien für die Weltraumforschung. In dieser Zeit haben sie über 300 Verträge für die NASA erfüllt, einschließlich der von der Geist, Gelegenheit und Neugierde Rover und die Phönix Lander. In Zusammenarbeit mit dem UCF-Wissenschaftler Dr. Phil Metzger entwickelte das Unternehmen gemeinsam mit dem UCF-Wissenschaftler Dr. Phil Metzger ein Roboter-Raumschiff für den kommerziellen Bergbau.
Dr. Metzger ist nicht nur Mitglied der Planetary Science Group (PSG) der UCF, sondern arbeitet auch seit langem mit der NASA zusammen. Tatsächlich war Metzger Mitbegründer der Swamp Works im Kennedy Space Center der NASA, die sich an den Skunk Works von Lockheed Martin orientieren und auf die Umsetzung von Innovationsstrategien aus dem Silicon Valley ausgelegt sind.
Bei PSG entwickelt Metzger seine so genannte „Economic Planetary Science“ weiter, die sich auf die Entwicklung von Technologien für die In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) konzentriert - von Bergbau und Fertigung bis hin zum Bauwesen. Ähnlich wie bei der Entwicklung wiederverwendbarer Raumfahrzeuge zielt ISRU darauf ab, die Erforschung des Weltraums kostengünstiger zu gestalten, indem auf lokal geerntete Ressourcen zurückgegriffen wird.
Das ist das Prinzip hinter dem WINE-Raumschiff, das Wassereis von Asteroiden oder Planetenregolithen ernten würde. Dieses Eis würde dann in einer Kühlfalle aufgefangen und erhitzt, um Dampf für den Antrieb zu erzeugen. Die elektrische Energie würde durch Sonnenkollektoren oder möglicherweise eine leichte radioskoptische Heizeinheit bereitgestellt.
Diese Wahl der Stromversorgung würde Missionsflexibilität ermöglichen, indem dem Roboter-Raumschiff die Möglichkeit gegeben wird, in verschiedenen Umgebungen zu arbeiten. Wenn der Trichter beispielsweise in Umgebungen mit geringer Schwerkraft in der Nähe des Hauses arbeiten würde, würden Sonnenkollektoren ausreichen. Wenn es in Umgebungen mit hoher Schwerkraft und / oder an Orten weit weg von der Sonne betrieben würde, wäre eine Kernbatterie die Methode der Wahl.
Ein Video der ersten Demonstration des Prototyps wurde kürzlich von Kris Zacny, Vizepräsident von Honeybee Robotics, auf Twitter veröffentlicht. Wie Metzger die Demonstration in einer kürzlich veröffentlichten UCF-Pressemitteilung beschrieb:
"Es ist toll. WINE hat den Boden erfolgreich abgebaut, Raketentreibmittel hergestellt und sich mit einem Dampfstrahl aus dem Simulans gestartet. Wir könnten diese Technologie möglicherweise nutzen, um auf den Mond, Ceres, Europa, Titan, Pluto, die Pole des Merkur und Asteroiden zu springen - überall dort, wo Wasser und ausreichend niedrige Schwerkraft vorhanden sind. “
Der Prototyp eines Dampfbehälters wurde von Honeybee in Zusammenarbeit mit der Embry-Riddle Aeronautical University entwickelt, um die Entwicklung der ersten dampfbasierten Raketentriebwerke zu unterstützen. UCF lieferte das simulierte Asteroidenmaterial, während Metzger die Computermodelle und Simulationen erstellte, die zum Nachweis des Konzepts erforderlich waren (ein Prozess, der drei Jahre dauerte).
Der Trichter würde Schlüsseltechnologien wie den Mobile In-Situ Water Extractor (MISWE) nutzen, ein spiralförmig geriffeltes Kernrohr, das von Honeybee für NASA-Missionen zum Mond, zum Mars und darüber hinaus entwickelt wurde. Für das WINE-Raumschiff wird dieser Extraktor mit einem 3D-gedruckten Kaltgasstrahlruder und einem Tank kombiniert, die speziell für den Einbau in einen CubeSat entwickelt wurden.
Das auf Twitter gepostete 11-Sekunden-Video zeigt, wie der Prototyp am 31. Dezember seinen Motor abfeuert und in der Testanlage des Unternehmens schwebt. Diese Demonstration fand den Abschluss eines Phase-2-Zuschusses, der von den Programmen Small Business Innovation Research und Small Business Technology Transfer (SBIR / SBTT) der NASA vergeben wurde und 2016 vergeben wurde und zwei Jahre dauerte.
„Das Projekt war eine Zusammenarbeit zwischen der NASA, der Wissenschaft und der Industrie. und es war ein enormer Erfolg “, sagte Kris Zacny in einer Pressemitteilung des Unternehmens. "Die WEINähnlichen Raumschiffe haben das Potenzial, die Art und Weise zu verändern, wie wir das Universum erkunden."
Die Auswirkungen dieser Technologie gehen weit über den Asteroidenabbau hinaus. Gegenwärtig müssen interplanetare Missionen abgeschlossen werden, sobald dem Raumschiff das Treibmittel ausgeht. Aber wie Metzger erklärte, würde die Entwicklung dieser Art von Raumfahrzeugen (die ihren eigenen Treibstoff abbauen und verarbeiten können) das Leben interplanetarer Missionen erheblich verlängern:
„Jedes Mal verlieren wir unsere enorme Investition in Zeit und Geld, die wir für den Bau und das Versenden des Raumfahrzeugs zum Ziel aufgewendet haben. WINE wurde entwickelt, um niemals kein Treibmittel mehr zu haben, sodass die Exploration kostengünstiger ist. Es ermöglicht uns auch, in kürzerer Zeit zu erkunden, da wir nicht jahrelang warten müssen, wenn jedes Mal ein neues Raumschiff von der Erde fährt. "
Angesichts der Geschwindigkeit, mit der die kommerzielle Luft- und Raumfahrt (auch bekannt als NewSpace) Fortschritte macht, und der Tatsache, dass die Prospektion von Asteroiden sehr bald beginnen wird, könnte es nur ein Jahrzehnt oder sogar einige Jahre dauern, bis Bergbaufahrzeuge wie WINE zu den nächsten Asteroiden geschickt werden . Und da mehrere Agenturen Mond- und Marserkundungsmissionen durchführen möchten, könnten sich Dampf-Hopper-Raumschiffe im gesamten Sonnensystem bewegen.
Angesichts der potenziellen Auszahlung wird es wahrscheinlich keinen Mangel an Branchen geben, die in diese aufstrebende Branche einsteigen möchten. Und wenn die Technologie und Methodik ausgearbeitet werden können, könnte die Menschheit den Goldrausch betrachten, um alle Goldrauschen zu beenden. Ganz zu schweigen von Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan, Molybdän, Aluminium, Titan, Wasser und vielen anderen Ressourcen!
Das Unternehmen hat seitdem ein Video in voller Länge veröffentlicht, das das WINE-Konzept und die Technologiedemonstration zeigt. Schau es dir unten an:
