Pred iztekom tega desetletja namerava NASA poslati astronavte na Luno prvič po dobi Apolla in vzpostaviti trajnostni program raziskovanja Lune. Da bi zagotovili, da so prihodnje lunine misije stroškovno učinkovite in da ne bodo v celoti odvisne od Zemlje za ponovno oskrbo, NASA išče načine za izkoriščanje luninih virov – vse od vodnega ledu do regolita, bogatega s kisikom – za izpolnjevanje potreb svojih astronavtov.
Ta proces, znan kot Uporaba virov na kraju samem (ISRU), je glavni del Nasinih načrtov za raziskovanje Lune v prihodnjih letih, pa tudi njihovih dolgoročnih načrtov za pošiljanje astronavtov na Mars. Nasa je pred kratkim izbrala, da bi jim pomagala pri soočanju s tem izzivom 10 predlogov preko svojega Raziskave inovacij malih podjetij (SBIR) in Prenos tehnologije za mala podjetja (STTR) program za razvite tehnologije, povezane z ISRU.
Teh deset konceptov je bilo izbranih za I. faza razvoj v okviru razpisa programa SBIR in STTR za leto 2020 (od skupno 409 tehnoloških predlogov). Vsako leto ta program (v sodelovanju z Nasinimi številnimi direktorati in centri za misije) zbira ideje iz komercialnega in akademskega sektorja za tehnologije, ki bodo obravnavale potrebe Nasinih prednostnih misij.
Medtem ko je SBIR osredotočen na predloge malih podjetij, STTR išče predloge neprofitnih raziskovalnih inštitutov, ki so sodelovali z malimi podjetji. Letos so prvi izbrali šest predlogov in štiri izmed drugih, ki bodo vsi prejeli 125.000 $ za naslednjih 6 do 13 mesecev za nadaljnji razvoj svojih konceptov.
Kot Jim Reuter, pomočnik administratorja za NASA Direktorat misije za vesoljsko tehnologijo (STMD), je dejal v nedavnem Izjava za medije NASA :
»NASA je odvisna od malih ameriških podjetij za inovativen tehnološki razvoj, ki nam pomaga pri doseganju naših najrazličnejših misij. Ne glede na to, ali pristajamo astronavte Artemis na Luno, pošiljamo roverje na Mars ali razvijamo letala naslednje generacije, imajo naši mali poslovni partnerji pomembno vlogo.'
V skladu z Nasinimi cilji za Projekt Artemis , so ti predlogi v veliki meri osredotočeni na pridobivanje in predelavo vodnega ledu iz luninega regolita za ustvarjanje plina kisika, pitne vode in celo raketnega goriva. Poleg uporabe lokalnega regolita za ustvarjanje gradbenih materialov je ta koncept ISRU ključnega pomenaArtemidain vsi Nasini načrti za raziskovanje onkraj Low Earth Orbit (LEO).
Zato NASA in druge vesoljske agencije iščejo Luno Južni pol - kotlina Aitken kot mesto za ustvarjanje lunine baze. Znano je, da ima ta regija obilo vodnega ledu, ki je varno skrit v kraterjih v tem trajno zasenčenem območju (PSR). Potem ko so opravili prvo misijo s posadko po Apollu na lunino površje ( Artemida III ), namerava NASA vzpostaviti Artemis Base Camp v tej regiji.
Infografika razvoja luninih dejavnosti na površju in v orbiti. Zasluge: NASA
Za I. fazo so podjetja in neprofitne organizacije zadolžena za izvedbo podrobnih študij o svojem predlogu, ki bi ga NASA obravnavala. Šest predlogov, ki jih je izbral SBIR, vključuje Sistem toplotnega upravljanja za lunarne ledene rudarje (TMSLIM), ki ga je predložilo podjetje s sedežem v Pensilvaniji Advanced Cooling Technologies, Inc. , v sodelovanju z Honeybee Robotics (HBR).
Ta predlog je sestavljen iz robustnega sistema za upravljanje toplote (TMS) za roverje za rudarjenje v ledu, ki jih poganja radioizotopski (jedrski) generator. Njihov sistem bi uporabil odpadno toploto tega reaktorja za sublimiranje vodne pare iz ledenega regolita in nato uporabil lokalno temperaturno okolje kot hladilno telo, da bi ga ponovno zamrznil v posodi. Navajajo, da bi ta proces zmanjšal potrebno energijo za pridobivanje ledu in zbiranje hlapov.
Obstaja tudi Reaktor kisika s sončnim koncentratorjem s stalnim segrevanjem in ekstrudiranjem regolita (SCORCHER), ki ga je predlagalo podjetje s sedežem v Koloradu Blueshift (DBA Outward Technologies). Njihov predlog uporablja lastniško tehnologijo koncentrirane sončne energije (CSP) za ustvarjanje neprekinjenega dovodnega reaktorja, ki bi segreval lunin regolit na 2200 °C (3992 °F) za ekstrakcijo kisika in proizvodnjo žlindre za gradbene materiale.
Paragon Space Development Corporation (s sedežem v Tucsonu, Arizona) je bila izbrana za nadaljevanje razvoja ISRU Zbiralec ledu v hladnem luninem okolju (ICICLE) snubitev. Ta sistem je sestavljen iz hladne pasti, ki bo zbirala in čistila vodo – s selektivnim zamrzovanjem in zbiranjem vodne pare – ekstrahirano iz PRS okoli luninih polov.
Slika, ki prikazuje porazdelitev površinskega ledu na Luninem južnem polu (levo) in severnem polu (desno), ki jo je zaznal NASA-in instrument Moon Mineralogy Mapper. Zasluge: NASA
Še en omembe vreden predlog je Lunarno rudarjenje z ledom Sierra Lobo z uporabo toplotno podprtega rezalnega orodja (SLICER) razvijalca iz Ohia Gorski volk . Koncept SLICER zahteva toplotno podprt rezalnik (HAC) za izkopavanje in obdelavo regolita, ki nosi led, iz lunine zemlje. Po njihovem predlogu bi to orodje uporabljali 'običajni površinski roverji ali v konfiguraciji, podobni stroju za vrtanje tunelov.'
Opozoriti je treba, da je Sierra Lobo sodelovala tudi z vesoljsko družbo s sedežem v Alabami. Dynetics za izdelavo lunarnega pristajalnega letala za večkratno uporaboProjekt Artemis. Že aprila je NASA objavila, da je dizajn eden od treh (poleg SpaceX in Blue Origin), ki je bil oddala pogodbo preko uprave Naslednji KORAK-2 programa (skupaj vreden 967 milijonov dolarjev).
Med štirimi predlogi, ki jih je izbral STTR, je Standardi za nečista pogonska goriva , tehnologijo za proizvodnjo pogonskega goriva, ki jo je razvilo podjetje s sedežem v Tennesseeju Gloyer-Taylor Laboratories (GTL) in Vesoljski inštitut Univerze Tennesseeja (UTSI). Ta naprava se bo uporabljala za določanje čistosti lunarnih virov, da se zagotovi, da so goriva, proizvedena lokalno, varna in učinkovita.
Podjetje s sedežem v Connecticutu Precision Combustion, Inc. (PCI) in Univerza v Connecticutu sta bili izbrani tudi za svojo novo zasnovo gorivnih celic. Znan kot Trdni elektrolit z visoko tokovno gostoto, odporen na pritisk in nizko temperaturo za reaktante stopnje pogonskega goriva Ta gorivna celica uporablja tehnologijo trdnega elektrolita, ki ji omogoča delovanje v ekstremnem mrazu luninega okolja.
Ilustracija astronavtov Artemide na Luni. Zasluge: NASA
Pogodbe faze I SBIR bodo trajale 6 mesecev, pogodbe faze I STTR pa 13 mesecev. Tisti predlogi, ki bodo prišli v fazo II (razvoj prototipa), bodo prejeli 750.000 $ dodatnih sredstev za ustvarjanje prototipov z dokazom koncepta v obdobju dveh let. Kot izvršna direktorica programa NASA SBIR/STTR Jenn Gustetic je rekel :
»Nagrada Faze I je le prvi korak v pomoč tem malim podjetjem, da svoje tehnologije in ideje predstavijo na trgu. Vemo, da ta podjetja ne potrebujejo samo financiranja, temveč tudi poslovne smernice in strokovno znanje v industriji, ki jim bodo pomagala razviti boljše izdelke in rasti. Cilj našega programa je pomagati vsakemu izmed njih na njihovi poti k komercializaciji.'
Vse skupaj bo NASA letos vložila 51 milijonov dolarjev prek programa SBIR in STTR za razvoj tehnologij, ki jim bodo pomagale vrniti astronavte na Luno. onstranArtemida, bodo inovativni koncepti, ki izhajajo iz te naložbe, olajšali tudi misije na Mars in druge destinacije v Osončju.
Nadaljnje branje: Parabolični lok , SBIR / STTR , NASA
