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小型企业为NASA研究生产“空间灰尘”

2018-1-8 18:56| 发布者: 穆浩磊| 查看: 1032| 评论: 0|原作者: 穆浩磊|来自: NASA中文

摘要: 装有小行星模拟物的容器堆叠在一起,准备发往NASA。 图片来源:深空工业公司 深空工业公司最近向NASA交付了3.5加仑(约13.25升)的灰尘。但是这不是普通的灰尘,而是用于模拟在小行星或月球上发现的物质。“天体上 ...

[飞机航天]


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装有小行星模拟物的容器堆叠在一起,准备发往NASA。
图片来源:深空工业公司

深空工业公司最近向NASA交付了3.5加仑(约13.25升)的灰尘。但是这不是普通的灰尘,而是用于模拟在小行星或月球上发现的物质。

“天体上的碎石被称为风化层,我们可以使用地球上矿物质的一种特殊配方来制备风化层模拟物”,在佛罗里达州肯尼迪太空飞行中心的高级技术人员Rob Mueller说,“这将有助于研究者进行实验,以及设备仪器测试,这些测试对于未来在太空开采有用资源十分有益。私营企业在这方面为NASA提供了帮助。”


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这张照片是NASA的近地小行星会合任务在2000年拍摄的,图片展示了爱神星Eros的近景,其运行轨道使之距离地球较近。
来源:NASA/JHUAPL

2015年NASA的小型企业创新研究(SBIR)项目征集活动中,深空工业公司(DSI)提出开发小行星模拟物。作为这项计划的一部分,该公司开发了一系列可为政府和商用的小行星模拟物,最近DSI为肯尼迪太空飞行中心的供货标志着可供全国研究者使用的首批产品已经准备就绪。

为了制备模拟物,深空工业公司必须分析陨石的矿物成分——地球上仅有的大量自于其他行星的物质(不包括在阿波罗项目期间带回来的月岩和风化层)。一旦完成成分分析,即可寻找地球上有着相似成分的岩石并将其研磨成粉末。继而,DSI按适当的比例将粉末混合来模拟特定类型小行星的矿物组成。

深空工业公司还与中佛罗里达大学的师生一起,测试和验证他们制备的模拟物的物理性质。

肯尼迪太空飞行中心SBIR项目的负责人Mike Vinje说:“NASA的小型企业创新研究项目旨在帮助产业发展到新的研究领域,比如深空工业公司的小行星模拟物,我们将其视之为潜在的使能技术”。

应用周围环境中发现的资源被称为就地资源利用(in-situ resource utilization, ISRU)。新的ISRU技术可以帮助NASA将空间资源转变成可用物资如燃料,燃料的氧化剂、水、空气、建筑材料甚至备用配件。能用的就地收集的资源越多,从地球带去的资源就越少。

深空工业公司最终会生产好几吨的小行星风化层模拟物,这些模拟物有五种类型,可用于NASA、大学以及太空矿业的地面测试技术。NASA的行星科学家和工程师将利用小行星风化层模拟物设计和开发空间技术,这些技术将使未来太空探索任务可以利用就地资源而不用从地球运输资源。高保真风化层模拟物测试未来空间技术可能对下述应用领域大有裨益:挖掘技术;资源开发的样本收集;微重力下的颗粒材料处理;风化层的热处理以提取挥发物(如水和二氧化碳);风化层的化学处理以提取可用于3-D打印的金属,生命障的氧气以及其他材料;航天服的开发;甚至可以帮助NASA研究小行星灰尘颗粒对健康的潜在影响。

虽然具备ISRU技术的都是小型公司,但是其客户群一直在增长。联合发射联盟(ULA)最近宣布的长期计划,中提出,要将ISRU生成的燃料用于其高级低温进化阶段(Advanced Cryogenic Evolved Stage)的推进器中。

在2016年私人和商用飞行器的国际研讨会上,ULA的高级项目经理Michael Holguin在他们公司的载人航天器新品发布会上说:“如果你可以创造一项产业,能从月球、小行星或其他地方开采推进剂,我们将很愿意花钱购买,这可以使太空运输的费用降低一个数量级。”

Vinje说:“我们在ISRU领域还有很长的路要走,未来沿路还有很多艰难的挑战等待我们去解决。然而,我们所做的如同播种,这些种子不仅仅可以帮助NASA,还可以帮助每个人,在此领域取得进步。”

NASA的SBIR项目是由加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心负责。(编辑/飞机库 穆浩磊)

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