L'ère de l'exploration spatiale renouvelée a conduit à des propositions assez ambitieuses. Alors que beaucoup sont dans les livres depuis des décennies, ce n'est que ces dernières années que certains de ces plans sont devenus technologiquement réalisables. Un bon exemple est l'extraction d'astéroïdes, où un vaisseau spatial robotisé se rendrait vers des astéroïdes proches de la Terre et 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 engins pourraient se déplacer et se ravitailler une fois dans l'espace. Pour résoudre ce problème, la société new-yorkaise Honeybee Robotics a collaboré avec 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 comprenait des outils utilisés par le Esprit, Opportunité et Curiosité rovers et le Phénix atterrisseur. Face à la perspective de l'exploitation des astéroïdes, la société s'est associée au scientifique de l'UCF, le Dr Phil Metzger, pour développer un vaisseau spatial robotisé pour l'exploitation minière commerciale.
En plus d'être associé au Planetary Science Group (PSG) de l'UCF, le Dr Metzger a une longue histoire de travail avec la NASA. En fait, Metzger a cofondé le Swamp Works au Kennedy Space Center de la NASA, qui est calqué sur le Skunk Works de Lockheed Martin et conçu pour mettre en œuvre des stratégies d'innovation adaptées de la Silicon Valley.
Au PSG, Metzger continue de développer ce qu'il appelle la «science économique planétaire», qui se concentre sur le développement de technologies pour l'utilisation des ressources in situ (ISRU) - allant de l'exploitation minière et de la fabrication à la construction. Tout comme le développement d'engins spatiaux réutilisables, l'ISRU vise à rendre l'exploration spatiale plus rentable en s'appuyant sur des ressources récoltées localement.
C'est le principe derrière le vaisseau spatial WINE, qui récolterait la glace d'eau des astéroïdes ou du 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 une unité de chauffage radioscopique légère.
Ces choix d'alimentation électrique permettraient une flexibilité de mission en donnant au vaisseau robotique la capacité de travailler dans différents environnements. Par exemple, si la trémie fonctionnait dans des environnements à faible gravité plus près de la maison, des panneaux solaires suffiraient. Si elle fonctionnait dans des environnements à haute gravité et / ou dans des endroits éloignés du soleil, une batterie nucléaire serait la méthode de choix.
Une vidéo de la première démonstration du prototype a été récemment publiée sur Twitter par Kris Zacny, vice-président de Honeybee Robotics. Comme Metzger a décrit la démonstration dans un récent communiqué de presse de l'UCF:
"C'est génial. WINE a réussi à extraire le sol, à fabriquer du propulseur 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, Cérès, Europa, Titan, Pluton, les pôles de Mercure, les astéroïdes - partout où il y a de l'eau et une gravité suffisamment faible. »
Le prototype de trémie à vapeur a été créé par Honeybee en collaboration avec Embry-Riddle Aeronautical University, qui a contribué au développement des propulseurs de fusée à vapeur initiaux. L'UCF a fourni le matériel d'astéroïdes simulé, 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 exploiterait des technologies clés comme l'extracteur d'eau mobile in situ (MISWE), un tube de carottage en spirale qui a été développé par Honeybee pour les missions de la NASA sur la Lune, Mars et au-delà. Pour le vaisseau spatial WINE, cet extracteur est combiné avec un propulseur à gaz froid imprimé en 3D et un réservoir spécialement conçu pour s'adapter à l'intérieur d'un CubeSat.
La vidéo de 11 secondes publiée sur Twitter montre le prototype allumant son moteur et lévitant dans les installations d'essai de la société le 31 décembre. Cette démonstration est intervenue à la fin d'une subvention de phase 2 octroyée par les programmes de recherche sur l'innovation des petites entreprises et de transfert de technologie des petites entreprises (SBIR / SBTT) de la NASA - qui a été accordée en 2016 et a duré deux ans.
«Le projet a été un effort de collaboration entre la NASA, le milieu universitaire et l'industrie; et ce fut 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 la façon dont nous explorons 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 se terminer une fois que le vaisseau spatial est à court de propulseur. Mais comme Metzger l'a expliqué, le développement de ce type d'engin spatial (qui peut extraire et 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 que nous avons dépensé pour construire et envoyer le vaisseau spatial vers sa cible. WINE a été conçu pour ne jamais manquer de propulseur, donc l'exploration sera moins coûteuse. Cela nous permet également d'explorer en moins de temps, car nous n'avons pas à attendre des années alors qu'un nouveau vaisseau spatial se déplace de la Terre à chaque fois. »
Étant donné la vitesse à laquelle l'aérospatiale commerciale (alias. NewSpace) progresse et le fait que la prospection d'astéroïdes commencera très bientôt, il pourrait s'écouler une décennie, voire quelques années, avant que des engins miniers comme WINE soient envoyés aux astéroïdes les plus proches. . Et avec plusieurs agences cherchant à mener des missions d'exploration lunaire et martienne, les vaisseaux spatiaux à vapeur pourraient se retrouver à travers le système solaire.
Compte tenu des retombées potentielles, il ne manquera probablement pas d'industries cherchant à 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 oublier le fer, le nickel, le cobalt, le manganèse, le molybdène, l'aluminium, le titane, l'eau et bien d'autres ressources!
La société a depuis publié une vidéo complète qui présente le concept WINE et la démonstration de la technologie. Découvrez-le ci-dessous:
