La era de la exploración espacial renovada ha llevado a algunas propuestas bastante ambiciosas. Si bien muchos han estado en los libros durante décadas, solo en los últimos años algunos de estos planes se han vuelto tecnológicamente factibles. Un buen ejemplo es la minería de asteroides, donde las naves espaciales robóticas viajarían a los asteroides cercanos a la Tierra y al cinturón principal de asteroides para recolectar minerales y otros recursos.
Por el momento, uno de los principales desafíos es cómo estas naves podrían moverse y repostar una vez que estén en el espacio. Para abordar esto, la compañía Honeybee Robotics, con sede en Nueva York, se ha unido a la Universidad de Florida Central (UFC) para desarrollar una nave espacial robótica a vapor. La compañía lanzó recientemente un video de demostración que muestra su prototipo de “tolva de vapor” World is Not Enough (WINE) en acción.
Fundada en 1983, Honeybee Robotics tiene una larga historia de desarrollo de tecnologías para la exploración espacial. En ese tiempo, han cumplido más de 300 contratos para la NASA, que ha incluido herramientas utilizadas por el Espíritu, Oportunidad y Curiosidad rovers y el Fénix Lander. Para abordar la posibilidad de la minería de asteroides, la compañía se asoció con el científico de la UCF, el Dr. Phil Metzger, para desarrollar una nave espacial robótica en beneficio de la minería comercial.
Además de estar asociado con el Grupo de Ciencia Planetaria (PSG) de la UCF, el Dr. Metzger tiene una larga historia de trabajo con la NASA. De hecho, Metzger cofundó Swamp Works en el Centro Espacial Kennedy de la NASA, que sigue el modelo de Skunk Works de Lockheed Martin y está diseñado para implementar estrategias de innovación adaptadas de Silicon Valley.
En PSG, Metzger continúa desarrollando lo que él denomina "Ciencia Planetaria Económica", que se centra en el desarrollo de tecnologías para la utilización de recursos in situ (ISRU), que van desde la minería y la fabricación hasta la construcción. Al igual que el desarrollo de naves espaciales reutilizables, ISRU tiene como objetivo hacer que la exploración espacial sea más rentable al depender de los recursos cosechados localmente.
Ese es el principio detrás de la nave espacial WINE, que cosecharía hielo de agua de asteroides o regolitos planetarios. Este hielo luego sería capturado en una trampa fría y calentado para crear vapor para la propulsión. La energía eléctrica sería provista por paneles solares, o posiblemente por una unidad de calefacción radioscóptica liviana.
Estas opciones de suministro de energía permitirían la flexibilidad de la misión al dar a la nave espacial robótica la capacidad de trabajar en diferentes entornos. Por ejemplo, si la tolva funcionara en entornos de baja gravedad más cerca de casa, los paneles solares serían suficientes. Si estuviera operando en entornos de alta gravedad y / o lugares lejos del sol, una batería nuclear sería el método de elección.
Kris Zacny, vicepresidente de Honeybee Robotics, publicó recientemente un video de la primera demostración del prototipo en Twitter. Como Metzger describió la demostración en un reciente comunicado de prensa de la UCF:
"Es impresionante. WINE extrajo con éxito el suelo, hizo propulsor de cohetes y se lanzó sobre un chorro de vapor extraído del simulador. Potencialmente podríamos usar esta tecnología para saltar a la Luna, Ceres, Europa, Titán, Plutón, los polos de Mercurio, asteroides, en cualquier lugar donde haya agua y gravedad suficientemente baja ".
El prototipo de la tolva de vapor fue creado por Honeybee en colaboración con la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle, que ayudó a desarrollar los propulsores de cohetes iniciales basados en vapor. UCF proporcionó el material de asteroide simulado, mientras que Metzger creó los modelos de computadora y las simulaciones necesarias para probar el concepto (un proceso que tomó tres años).
La tolva aprovecharía piezas clave de tecnología como el Extractor de agua in situ móvil (MISWE), un tubo de extracción de tubos estriado en espiral que fue desarrollado por Honeybee para las misiones de la NASA a la Luna, Marte y más allá. Para la nave espacial WINE, este extractor se combina con un propulsor de gas frío impreso en 3D y un tanque específicamente diseñado para caber dentro de un CubeSat.
El video de 11 segundos publicado en Twitter muestra el prototipo disparando su motor y levitando en las instalaciones de prueba de la compañía el 31 de diciembre. Esta demostración llegó a la conclusión de una subvención de Fase 2 otorgada por los programas de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas y Transferencia de Tecnología para Pequeñas Empresas (SBIR / SBTT) de la NASA, que se otorgó en 2016 y duró dos años.
“El proyecto ha sido un esfuerzo de colaboración entre la NASA, la academia y la industria; y ha sido un gran éxito ", dijo Kris Zacny en un comunicado de prensa de la compañía. "Las naves espaciales tipo VINO tienen el potencial de cambiar la forma en que exploramos el universo".
Las implicaciones de esta tecnología van mucho más allá de la minería de asteroides. En la actualidad, las misiones interplanetarias se ven obligadas a concluir una vez que la nave espacial se quede sin propulsor. Pero como explicó Metzger, el desarrollo de este tipo de nave espacial (que puede extraer y procesar su propio combustible), prolongaría significativamente la vida de las misiones interplanetarias:
“Cada vez que perdemos nuestra tremenda inversión en tiempo y dinero que gastamos construyendo y enviando la nave espacial a su objetivo. WINE fue diseñado para nunca quedarse sin propelente, por lo que la exploración será menos costosa. También nos permite explorar en menos tiempo, ya que no tenemos que esperar años mientras una nueva nave espacial viaja desde la Tierra cada vez ".
Dada la velocidad a la que progresa el sector aeroespacial comercial (también conocido como NewSpace) y el hecho de que la prospección de asteroides comenzará muy pronto, podrían pasar solo una década o incluso unos pocos años antes de que se envíen embarcaciones mineras como WINE a los asteroides más cercanos. . Y con múltiples agencias que buscan llevar a cabo misiones de exploración lunar y marciana, las naves espaciales de la tolva de vapor podrían encontrarse viajando por todo el Sistema Solar.
Dado el beneficio potencial, es probable que no haya escasez de industrias que buscan ingresar a esta floreciente industria. Y si la tecnología y la metodología pueden resolverse, la humanidad podría estar mirando la Fiebre del oro para poner fin a todas las precipitaciones de oro. ¡Sin mencionar el hierro, el níquel, el cobalto, el manganeso, el molibdeno, el aluminio, el titanio, el agua y muchos otros recursos!
Desde entonces, la compañía lanzó un video de larga duración que muestra el concepto WINE y la demostración de la tecnología. Compruébalo a continuación:
