La navicella spaziale a vapore potrebbe dare il via all'esplorazione di asteroidi

ROBOTICA HONEYBEE Robotica delle api

Quando l'idea dell'estrazione di asteroidi iniziò a esplodere, molte delle aziende coinvolte parlarono dell'utilizzo di combustibili a base d'acqua per alimentare i loro veicoli spaziali. L'idea era che il ghiaccio fosse così abbondante sugli asteroidi da poter essere scomposto in idrogeno e ossigeno per creare un combustibile più efficiente. Questo sarebbe un modo economico per prolungare la vita di ogni missione.

Ma poiché le più importanti compagnie minerarie di asteroidi hanno lottato per i finanziamenti e alla fine sono state acquistate, gran parte dell'interesse per i veicoli spaziali ad acqua è svanito insieme a loro. Ora, un nuovo progetto sta aumentando ancora una volta la possibilità di un'era a vapore dello spazio.

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Il mese scorso, un team guidato dall'Università della Florida centrale (UCF) ha svelato un veicolo spaziale che utilizzerà l'acqua per esplorare, anziché estrarre, gli asteroidi. Invece di terminare la missione quando il dispositivo esaurisce il propellente, l'imbarcazione WINE (World Is Not Enough) estrarrà il propellente d'acqua direttamente dai corpi celesti che sta visitando. L'approccio del team WINE è diverso dall'idea precedente, in quanto utilizzerebbe l'acqua direttamente anziché scomporla in gas. In teoria, questo è più economico e meno incline al fallimento. Vogliamo utilizzare le risorse disponibili, afferma Phil Metzger, che sta guidando il progetto per UCF. Dobbiamo scegliere la tecnologia appropriata, non l'alta tecnologia.

Dopo essere atterrato su un corpo ghiacciato come un asteroide, WINE perforerà il ghiaccio. Scioglie l'acqua, la cattura e la ricongela all'interno del serbatoio del veicolo spaziale, che occupa circa un terzo del suo volume. Quando è pronto per prepararsi al decollo, riscalda l'acqua ghiacciata usando l'energia solare o nucleare nel corso di circa 10 giorni, aumentando la pressione all'interno. Quindi, in un lampo, la pressione viene rilasciata sotto forma di vapore, sparando alla navicella spaziale verso la prossima destinazione vicina. Il concetto ricorda quelli proposti dalle società minerarie di asteroidi Deep Space Industries (DSI) e Planetary Resources. Grant Bonin, ex ingegnere capo della DSI, una volta chiamò il suo prototipo di imbarcazione Prospector-1 un bollitore a vapore volante.

La potenza del vapore si sta già dimostrando uno strumento efficace nell'orbita terrestre. DSI aveva precedentemente applicato una tecnica nota come propulsione elettrotermica a base d'acqua (essenzialmente energia a vapore) per sviluppare il Comet, un dispositivo in grado di manovrare i satelliti in orbita. Bradford Space, che ha acquistato DSI, continua a venderlo. Durante il recente lancio dell'SSO-A SmallSat Express per il ride-sharing lo scorso anno, quattro dei satelliti che hanno fatto l'autostop erano equipaggiati con la cometa a propulsione idraulica. L'ex concorrente di DSI Planetary Resources ha proposto un concetto simile, sperando che i satelliti potessero essere riempiti per sempre con carburante a base di acqua estratta da asteroidi vicini alla Terra, piuttosto che terminare la loro missione quando hanno esaurito il propellente.

Sistema di propulsione della cometa. Spazio Bradford

La startup della Silicon Valley Momentus sta anche cercando di portare le capacità in orbita dell'acqua a un livello superiore trasformandola in plasma. Vogliono ottenere prestazioni più elevate dall'acqua surriscaldandola a temperature vicine a quelle che si trovano sulla superficie del sole. La forza risultante verrebbe utilizzata per spostare i satelliti intorno alla Terra. Il primo test spaziale dell'azienda del suo propulsore elettrotermico è previsto per quest'anno .

Metzger vede WINE operare in sciami intorno alla cintura degli asteroidi, esplorare luoghi privilegiati per l'estrazione mineraria o essere utilizzato per estendere la portata di un lander planetario. Alla fine della giornata otterresti un atlante dei corpi del sistema solare, afferma Kris Zacny, direttore dell'Exploration Technology Group di Honeybee Robotics, che sta lavorando con UCF.

Usare il vapore in questo modo non è particolarmente efficiente. Nello spazio, invece, l'acqua può riempire una nicchia specifica. È ecologico, offre la prospettiva di ricariche nello spazio profondo ed è dimostrato qui a casa. Il più grande fascino dei motori a vapore è la loro semplicità, afferma Alison Dufresne, ingegnere di sistemi e propulsione spaziale presso Bradford Space. I motori a vapore sono in circolazione da molto tempo. Sappiamo come funzionano.

In teoria, finché WINE avrà accesso all'energia solare o nucleare e all'acqua, sarà in grado di esplorare indefinitamente. Tuttavia, la spinta del vapore fornisce all'imbarcazione solo la potenza sufficiente per muoversi in situazioni di gravità molto bassa, il che significa che non si sposterà presto da Giove a Marte.

Il sistema di estrazione e propulsione dell'imbarcazione è stato testato con successo qui sulla Terra il mese scorso. I test hanno dimostrato che il VINO può creare una forza sufficiente per saltare tra gli asteroidi utilizzando l'acqua estratta dal materiale dell'asteroide modello. Tuttavia, è ancora molto lontano da un lancio iniziale, anche se il team è alla ricerca di partner per realizzarlo. Usiamo il vapore da secoli, dice Zacny. Senza di esso non saremmo qui in questo momento. Quindi il vapore potrebbe essere questo primo passo per esplorare lo spazio.

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