أدى عصر استكشاف الفضاء المتجدد إلى بعض المقترحات الطموحة إلى حد ما. في حين أن العديد من الكتب كانت موجودة منذ عقود ، إلا أنه في السنوات الأخيرة فقط أصبحت بعض هذه الخطط مجدية من الناحية التكنولوجية. مثال جيد هو تعدين الكويكبات ، حيث ستنتقل المركبات الفضائية الروبوتية إلى الكويكبات القريبة من الأرض وحزام الكويكبات الرئيسي لحصد المعادن والموارد الأخرى.
في الوقت الحالي ، أحد التحديات الرئيسية هو كيف ستتمكن هذه المركبة من التجول والتزود بالوقود بمجرد وصولها إلى الفضاء. ولمعالجة هذا الأمر ، تعاونت شركة Honeybee Robotics ومقرها نيويورك مع جامعة سنترال فلوريدا (UFC) لتطوير مركبة فضائية آلية تعمل بالبخار. أصدرت الشركة مؤخرًا مقطع فيديو توضيحيًا يوضح نموذجها الأولي "العالم ليس كافيًا" (واين) "قادوس البخار" في العمل.
تأسست شركة Honeybee Robotics في عام 1983 ، ولديها تاريخ طويل في تطوير التقنيات لاستكشاف الفضاء. في ذلك الوقت ، أنجزوا أكثر من 300 عقد لوكالة ناسا ، والتي تضمنت الأدوات المستخدمة من قبل روح, فرصة و حب الاستطلاع روفرز و فينيكس هبوط. في معرض تناولها لاحتمال تعدين الكويكبات ، تعاونت الشركة مع عالم UCF الدكتور فيل ميتزجر لتطوير مركبة فضائية روبوتية من أجل التعدين التجاري.
بالإضافة إلى كونه مشاركًا في مجموعة علوم الكواكب (PSG) التابعة لـ UCF ، فإن للدكتور ميتزغر تاريخ طويل في العمل مع وكالة ناسا. في الواقع ، شارك Metzger في تأسيس Swamp Works في مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا ، والذي تم تصميمه على غرار أعمال Skunk Works في شركة Lockheed Martin ، وتم تصميمه لتنفيذ استراتيجيات الابتكار المعدلة من وادي السليكون.
في PSG ، يواصل Metzger تطوير ما يشير إليه باسم "علوم الكواكب الاقتصادية" ، والتي تركز على تطوير التقنيات لاستخدام الموارد في الموقع (ISRU) - بدءًا من التعدين والتصنيع إلى البناء. مثل تطوير المركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام ، تهدف ISRU إلى جعل استكشاف الفضاء أكثر فعالية من حيث التكلفة من خلال الاعتماد على الموارد المحصودة محليًا.
هذا هو المبدأ الكامن وراء مركبة WINE الفضائية ، التي ستحصد جليد الماء من الكويكبات أو الكواكب القديمة. ثم يتم التقاط هذا الجليد في مصيدة باردة ويتم تسخينه لخلق البخار للدفع. سيتم توفير الطاقة الكهربائية من خلال الألواح الشمسية ، أو ربما وحدة تسخين شعاعية خفيفة الوزن.
هذه الاختيارات لإمداد الطاقة ستسمح بمرونة المهمة من خلال منح المركبة الفضائية الآلية القدرة على العمل في بيئات مختلفة. على سبيل المثال ، إذا كان القادوس يعمل في بيئات منخفضة الجاذبية أقرب إلى المنزل ، فإن الألواح الشمسية تكفي. إذا كانت تعمل في بيئات و / أو مواقع عالية الجاذبية بعيدًا عن الشمس ، فستكون البطارية النووية هي الطريقة المفضلة.
نشر كريس زاكني ، نائب رئيس شركة Honeybee Robotics مؤخرًا فيديو على أول مظاهرة للنموذج الأولي. كما وصف Metzger المظاهرة في بيان صحفي صدر مؤخرا عن UCF:
"إنه رائع. نجح WINE في تعدين التربة ، وصنع وقود الدفع الصاروخي ، وأطلق نفسه على طائرة بخارية مستخرجة من المحاكي. يمكن أن نستخدم هذه التكنولوجيا للقفز على القمر ، سيريس ، يوروبا ، تيتان ، بلوتو ، أقطاب الزئبق والكويكبات - في أي مكان يوجد فيه الماء وجاذبية منخفضة بما فيه الكفاية. "
تم إنشاء قادوس البخار النموذجي بواسطة Honeybee بالتعاون مع جامعة Embry-Riddle للطيران ، والتي ساعدت في تطوير الدفع الصاروخي البخاري الأولي. قدمت UCF مادة الكويكب المحاكية ، في حين ابتكر Metzger نماذج الكمبيوتر والمحاكاة اللازمة لإثبات المفهوم (وهي عملية استغرقت ثلاث سنوات).
سوف يستخدم القادوس قطعًا رئيسية من التكنولوجيا مثل مستخرج الماء المحمول في الموقع (MISWE) ، وهو أنبوب لولبي مخدد لولبي تم تطويره بواسطة Honeybee لمهام وكالة ناسا إلى القمر والمريخ وما بعده. بالنسبة للمركبة الفضائية WINE ، يتم دمج هذا المستخرج مع دافع غاز بارد مطبوع ثلاثي الأبعاد وخزان تم تصميمه خصيصًا ليلائم داخل CubeSat.
يُظهر مقطع الفيديو الذي تبلغ مدته 11 ثانية والذي تم نشره على تويتر النموذج الأولي الذي يشغل محركها وينتقل إلى منشأة اختبار الشركة في 31 ديسمبر. جاء هذا العرض التوضيحي في ختام منحة المرحلة الثانية التي منحتها برامج وكالة ناسا لأبحاث الأعمال الصغيرة ونقل تكنولوجيا الأعمال الصغيرة (SBIR / SBTT) - والتي تم منحها في عام 2016 واستمرت لمدة عامين.
"لقد كان المشروع جهدا تعاونيا بين وكالة ناسا والأوساط الأكاديمية والصناعة. قال كريس زاكني في بيان صحفي للشركة: "لقد كان نجاحًا هائلاً". "إن المركبات الفضائية الشبيهة بالنبيذ لديها القدرة على تغيير طريقة استكشافنا للكون."
تتجاوز آثار هذه التكنولوجيا تعدين الكويكبات. في الوقت الحاضر ، تُضطر البعثات بين الكواكب إلى الاستنتاج بمجرد نفاد الدفعة من المركبة الفضائية. ولكن كما أوضح ميتزجر ، فإن تطوير هذا النوع من المركبات الفضائية (التي يمكنها تعدين وقودها ومعالجته) من شأنه أن يطيل عمر البعثات بين الكواكب بشكل كبير:
"في كل مرة نخسر فيها استثمارنا الهائل في الوقت والمال الذي أنفقناه في بناء وإرسال المركبة الفضائية إلى هدفها. تم تصميم WINE بحيث لا ينفد الوقود مطلقًا ، لذا سيكون الاستكشاف أقل تكلفة. كما يتيح لنا الاستكشاف في فترة زمنية أقصر ، حيث لا يتعين علينا الانتظار لسنوات حيث تنتقل مركبة فضائية جديدة من الأرض في كل مرة ".
بالنظر إلى المعدل الذي يتقدم به الفضاء الجوي التجاري (المعروف أيضًا باسم NewSpace) ، وحقيقة أن التنقيب عن الكويكبات سيبدأ قريبًا جدًا ، فقد يستغرق الأمر عقدًا أو حتى بضع سنوات قبل إرسال سفن التعدين مثل WINE إلى أقرب الكويكبات . ومع تطلع العديد من الوكالات إلى القيام ببعثات استكشاف للقمر والمريخ ، يمكن للمركبة الفضائية الواقية من البخار أن تجد نفسها تسافر في جميع أنحاء المجموعة الشمسية.
بالنظر إلى المردود المحتمل ، من المحتمل ألا يكون هناك نقص في الصناعات التي تتطلع إلى الدخول في هذه الصناعة المزدهرة. وإذا كان من الممكن التوصل إلى التكنولوجيا والمنهجية ، فيمكن للبشرية أن تنظر في Gold Rush لإنهاء كل اندفاعات الذهب. ناهيك عن الحديد والنيكل والكوبالت والمنغنيز والموليبدينوم والألمنيوم والتيتانيوم والمياه والكثير من الموارد الأخرى!
وقد أصدرت الشركة منذ ذلك الحين مقطع فيديو كامل يعرض مفهوم WINE ومظاهرة التكنولوجيا. تحقق من ذلك أدناه:
