La NASA ha proposto il finanziamento della prima fase di alcune innovative idee spaziali futuristiche.
I progetti prevedono la realizzazione di un sistema di binari a levitazione magnetica da realizzarsi sul suolo lunare, un sistema di alimentazione lunare leggero e flessibile, un metodo per trasformare il materiale carbonioso degli asteroidi in suolo coltivabile.
Queste nuove tecnologie potrebbero migliorare i mezzi a disposizione della NASA per le prossime missioni spaziali in programma, che prevedono l’occupazione in pianta stabile della Luna e la realizzazione di un Gateway in grado di accogliere equipaggi da e per l’orbita della Terra.
Più di una dozzina di ricercatori all’interno dell’agenzia, dell’industria e del mondo accademico riceveranno sovvenzioni dal programma NIAC (Innovative Advanced Concepts) della NASA per studiare la fattibilità dei loro concetti.
“È noto che i Fellows del NIAC sognano in grande, proponendo tecnologie che possono sembrare al confine con la fantascienza e sono diverse dalla ricerca finanziata da altri programmi dell’agenzia”, ha affermato Jenn Gustetic, direttore delle innovazioni e delle partnership in fase iniziale all’interno della Space Technology Mission Directorate della NASA (STMD ).
“Non ci aspettiamo che i progetti si realizzino tutti, ma riconosciamo che fornire un finanziamento iniziale per le prime fasi della ricerca potrebbe portare grandi benefici alla NASA in futuro”.
Per il 2021, STMD ha selezionato 16 proposte NIAC di Fase I, che propongono una diversa gamma di invenzioni e applicazioni. Si tratta di nuove tecnologie tra cui ogni proposta selezionata riceverà una sovvenzione dalla NASA di 125.000 dollari.
Se i loro studi iniziali di fattibilità della durata di 9 mesi avranno esito positivo, i NIAC Fellows potranno ricevere una ulteriore sovvenzione per la seconda Fase del progetto. Tutti gli studi NIAC, indipendentemente dalla fase, sono proposte tecnologiche allo stadio iniziale e potrebbero non diventare mai missioni della NASA.
Le nuove tecnologie di trasporto
Tra le proposte selezionate, quella di un ingegnere del Jet Propulsion Laboratory della NASA, che propone lo sviluppo di un’infrastruttura per il trasporto autonomo di merci sulla Luna utilizzando robot magnetici in grado di levitare su un binario flessibile.
I binari verrebbero semplicemente srotolati sulla superficie lunare, in quanto non avrebbero bisogno di nessuna infrastruttura di supporto come avviene sulla Terra per la realizzazione di strade e ferrovie.
Questo sistema, chiamato FLOAT, utilizza semplici robot magnetici non alimentati che levitano su un binario di pellicola flessibile a 3 strati: uno strato di grafite consentirebbe ai robot di fluttuare passivamente sui binari utilizzando la levitazione diamagnetica, mentre un secondo strato flessibile dovrebbe generare una spinta elettromagnetica per muovere in modo controllabile i robot lungo i binari e il terzo strato comporrà un pannello solare a film sottile per generare energia quando è esposto alla luce solare.
I robot del sistema FLOAT non avrebbero parti mobili e leviterebbero sulla pista in modo tale da ridurre al minimo l’abrasione della polvere lunare.
Generare energia nello spazio
Tra le nuove tecnologie proposte c’è quella presentata da un ricercatore del Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, che esaminerà un concetto per generare e distribuire energia sulla Luna.
Il sistema “light bender” riuscirebbe a catturare, concentrare e focalizzare la luce solare usando la tecnica ottica dei telescopi. Questo concetto potrebbe essere sviluppato per implementare le missioni lunari Artemis.
Il concetto “light bender” si basa su un eliostato che utilizza l’ottica del telescopio Cassegrain come mezzo principale per catturare, concentrare e focalizzare la luce del Sole.
Una seconda innovazione è l’uso di una lente di Fresnel per collimare questa luce e distribuirla a più utenti finali a distanze di un chilometro o più senza perdite sostanziali.
L’energia solare reindirizzata e concentrata verrebbe quindi convertita in elettricità dall’utente finale grazie a piccoli array fotovoltaici che possono essere montati su habitat, crio-raffreddatori o veicoli mobili come rover o elementi ISRU.
Produrre suolo coltivabile
Un ricercatore della Trans Astronautica Corporation ha proposto un metodo concettuale per realizzare suolo coltivabile utilizzando asteroidi ricchi di carbonio dove verrebbero seminati dei funghi.
Il concetto suggerisce che i funghi abbatterebbero il materiale e lo trasformerebbero in terreno adatto alla coltivazione di cibo in grado di sostenere grandi habitat nello spazio profondo.
I funghi sono eccellenti per abbattere molecole organiche complesse, comprese quelle tossiche per altre forme di vita. Ad esempio, è stato dimostrato che i funghi ostrica (Pleurotus ostreatus) ripuliscono il suolo contaminato dal petrolio digerendo gli idrocarburi.
Le ife fungine possono penetrare per lunghe distanze nelle fessure ed esercitare grandi pressioni, abbattendo fisicamente la roccia. In effetti, le prove indicano che i funghi hanno svolto un ruolo chiave nella formazione del suolo sulla Terra.
Costruire grandi strutture nello spazio
Un assistente professore alla Carnegie Mellon University studierà la realizzazione di una struttura leggera e dispiegabile che potrà essere utilizzata per realizzare ambienti nello spazio ampi chilometri.
La struttura potrebbe essere utilizzata come spina dorsale per la realizzazione di un gigantesco veicolo spaziale rotante in grado di generare la gravità artificiale utile agli astronauti per intraprendere lunghi viaggi nello spazio profondo.
Il volo spaziale nello spazio profondo e la lunga permanenza in orbita creano seri problemi al corpo umano, tra cui atrofia muscolare, osteoporosi, degrado della vista e immunosoppressione. Molti di questi effetti sono legati alla mancanza di gravità.
Tuttavia, realizzare strutture rotanti per produrre gravità artificiale rappresenta una seria sfida; Gli esseri umani provano disagio e cinetosi se esposti a velocità di rotazione superiori a pochi RPM. Per produrre gravità artificiale vicino a 1 g a velocità di rotazione di 1-2 giri / min, è necessaria una struttura ampia chilometri.
Per affrontare questa sfida, si utilizzeranno i progressi nei metamateriali per progettare strutture dispiegabili e leggere con rapporti di espansione senza precedenti.
Una simile struttura potrebbe essere lanciata all’interno di una singola carenatura di un vettore Falcon Heavy e quindi essere dispiegata autonomamente fino a un chilometro o più in orbita senza la necessità di complessi assemblaggi o fabbricazioni.
“C’è un numero enorme di nuovi partecipanti al programma quest’anno”, ha detto Jason Derleth, dirigente del programma NIAC.
“Tutti i ricercatori selezionati per la Fase I, tranne due, saranno destinatari di sovvenzioni NIAC per la prima volta, dimostrando che le opportunità nella fase iniziale della NASA continuano a coinvolgere nuovi pensatori creativi da tutto il paese”.
