Principal AstéroïdesUn vaisseau spatial à vapeur pourrait explorer la ceinture d'astéroïdes à tout jamais, se ravitailler dans l'espace

Un vaisseau spatial à vapeur pourrait explorer la ceinture d'astéroïdes à tout jamais, se ravitailler dans l'espace

Astéroïdes : Un vaisseau spatial à vapeur pourrait explorer la ceinture d'astéroïdes à tout jamais, se ravitailler dans l'espace

L'ère de l'exploration spatiale renouvelée a donné lieu à des propositions plutôt ambitieuses. Bien que bon nombre d’entre eux soient dans les livres depuis des décennies, ce n’est que récemment que certains de ces plans sont devenus réalisables sur le plan technologique. Un bon exemple est celui de l'extraction d'astéroïdes, où des engins spatiaux robotiques se rendraient dans des astéroïdes géocroiseurs et dans la ceinture principale d'astéroïdes pour récolter des minéraux et d'autres ressources.

À l'heure actuelle, l'un des principaux défis est de savoir comment ces embarcations pourraient se déplacer et se ravitailler en carburant une fois dans l'espace. Pour remédier à cela, la société Honeybee Robotics, basée à New York, s'est associée à l'Université de Floride centrale (UFC) pour développer un vaisseau spatial robotisé à vapeur. La société a récemment publié une vidéo de démonstration montrant son prototype de «trémie à vapeur» World is Not Enough (WINE) en action.

Fondée en 1983, Honeybee Robotics a une longue histoire de développement de technologies pour l'exploration spatiale. Au cours de cette période, ils ont rempli plus de 300 contrats pour la NASA, qui comprenaient des outils utilisés par les rovers Spirit, Opportunity et Curiosity et l’atterrisseur Phoenix . S'intéressant à la perspective de l'exploitation minière d'astéroïdes, la société s'est associée au Dr. Phil Metzger, chercheur à UCF, pour développer un engin spatial robotique destiné à l'exploitation minière commerciale.

En plus d'être associé au groupe Planetary Science Group (PSG) de l'UCF, M. Metzger collabore depuis longtemps avec la NASA. En fait, Metzger a cofondé Swamp Works au centre spatial Kennedy de la NASA, inspiré du modèle Skunk Works de Lockheed Martin et conçu pour mettre en œuvre des stratégies d'innovation adaptées à la Silicon Valley.

Au PSG, Metzger continue de développer ce qu’il appelle «la science planétaire économique», qui est axée sur le développement de technologies pour l’utilisation in situ des ressources (ISRU), allant de l’exploitation minière à la construction en passant par la fabrication. Tout comme pour le développement d'engins spatiaux réutilisables, ISRU vise à rendre l'exploration spatiale plus rentable en s'appuyant sur des ressources récoltées localement.

C’est le principe de la sonde WINE, qui récupèrerait la glace d’eau d’astéroïdes ou de régolithe planétaire. Cette glace serait ensuite capturée dans un piège froid et chauffée pour créer de la vapeur pour la propulsion. L’énergie électrique serait fournie par des panneaux solaires, ou éventuellement par une unité de chauffage radioscopique légère.

Ces choix d’alimentation permettraient une plus grande souplesse de mission en donnant au vaisseau spatial robotique la capacité de travailler dans différents environnements. Par exemple, si la trémie travaillait dans des environnements de faible gravité plus proches de la maison, des panneaux solaires suffiraient. Si elle opérait dans des environnements de haute gravité et / ou des endroits éloignés du soleil, une batterie nucléaire serait la méthode de choix.

Le prototype de «trémie à vapeur» sur le site de test Honeybee Robotics. Crédit: Honeybee Robotics

Une vidéo de la première démonstration du prototype a récemment été publiée sur Twitter par Kris Zacny, vice-président de Honeybee Robotics. Comme Metzger a décrit la démonstration dans un communiqué de presse récent de l’UCF:

C'est génial. WINE a réussi à extraire le sol, à fabriquer du propergol pour fusée et à se lancer sur un jet de vapeur extrait du simulant. Nous pourrions potentiellement utiliser cette technologie pour sauter sur la Lune, Ceres, Europa, Titan, Pluton, les pôles de Mercure, les astéroïdes partout où il y a de l'eau et une gravité suffisamment basse. "

Honeybee a créé le prototype de réservoir à vapeur en collaboration avec l’Université aéronautique Embry-Riddle, qui a contribué au développement des premiers propulseurs de fusée à vapeur. UCF a fourni le matériau simulé d’astéroïdes, tandis que Metzger a créé les modèles informatiques et les simulations nécessaires pour prouver le concept (un processus qui a pris trois ans).

La trémie s'appuierait sur des éléments technologiques clés tels que l'extracteur mobile d'eau in-situ (MISWE), un tube de carottage à cannelures en spirale mis au point par Honeybee pour les missions de la NASA sur la Lune, Mars et au-delà. Pour le vaisseau spatial WINE, cet extracteur est associé à un propulseur de gaz froid imprimé en 3D et à un réservoir spécialement conçus pour être logés dans un CubeSat.

Le prototype WINE est décollé à l'aide de vapeur extraite d'un simulant d'astéroïde hydraté. Crédit: Kris Zacny / Honeybee Robotics

La vidéo de 11 secondes publiée sur Twitter montre le prototype en train de mettre le moteur en marche et en lévitation sur le site de test de la société le 31 décembre. Cette démonstration est intervenue à l'issue d'une subvention de phase 2 octroyée par les programmes SBIR / SBTT (recherche sur l'innovation et le transfert de technologie pour les petites entreprises) de la NASA, octroyés en 2016 et d'une durée de deux ans.

«Le projet est un effort de collaboration entre la NASA, les universités et l'industrie. et cela a été un énorme succès », a déclaré Kris Zacny dans un communiqué de presse de la société. "Les vaisseaux spatiaux de type WINE ont le potentiel de changer notre façon d'explorer l'univers."

Les implications de cette technologie vont bien au-delà de l'exploitation des astéroïdes. À l'heure actuelle, les missions interplanétaires sont obligées de conclure lorsque le vaisseau spatial est à court de propulseur. Mais comme l'explique Metzger, le développement de ce type de vaisseau spatial (capable d'extraire et de traiter son propre carburant) prolongerait considérablement la durée de vie des missions interplanétaires:

«Chaque fois que nous perdons notre énorme investissement en temps et en argent consacrés à la construction et à l’envoi du satellite à sa cible. WINE a été conçu pour ne jamais manquer de propulseur, de sorte que l’exploration est moins coûteuse. Cela nous permet également d'explorer dans un laps de temps plus court, car nous n'avons pas à attendre des années lorsqu'un nouveau vaisseau spatial quitte la Terre à chaque fois. "

On a longtemps pensé qu'un astéroïde géant, qui s'était rompu il y a longtemps dans la principale ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, s'est finalement rendu sur Terre et a conduit à l'extinction des dinosaures. De nouvelles études indiquent que les dinosaures étaient peut-être en voie d'extinction avant la frappe d'astéroïdes et que les mammifères étaient déjà à la hausse. Crédit image: NASA / JPL-Caltech
Un système de propulsion ISRU pourrait permettre à des missions indéfinies d’exploiter des astéroïdes ou d’explorer le système solaire. Crédit: NASA / JPL-Caltech

Compte tenu du rythme auquel évolue l'aérospatiale commerciale (ou NewSpace) et du fait que la prospection d'astéroïdes va commencer très bientôt, il pourrait s'écouler encore une décennie, voire quelques années, avant que des engins miniers comme WINE ne soient envoyés aux astéroïdes les plus proches. . Et avec de nombreuses agences cherchant à mener des missions d'exploration lunaires et martiennes, les vaisseaux spatiaux à vapeur à vapeur pourraient voyager à travers le système solaire.

Compte tenu des retombées potentielles, il ne manquera probablement pas d'industries désireuses de se lancer dans cette industrie en plein essor. Et si la technologie et la méthodologie peuvent être élaborées, l’humanité pourrait envisager la ruée vers l’or pour mettre fin à toutes les ruées vers l’or. Sans parler du fer, du nickel, du cobalt, du manganèse, du molybdène, de l'aluminium, du titane, de l'eau et de nombreuses autres ressources!

La société a depuis publié une vidéo complète présentant le concept WINE et la démonstration technologique. Vérifiez ci-dessous:

Lectures supplémentaires: UCF, La ressource spatiale, Honeybee Robotics

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