Tek Bir Fırlatmadan Kilometre Ölçekli Uzay Yapılarının grafik tasviri. Kredi bilgileri: Zac Manchester
Uzayda sürekli insan varlığı, temel bir hedef olmuştur. NASA onyıllardır. NASA’nın son Sürdürülebilir Ay Keşif ve Geliştirme Planı, cislunar uzayın, ay yüzeyinde ve diğer gezegenlerde uzun vadeli insan keşfi için bir vizyon ortaya koyuyor. Mars Artemis programının bir parçası olarak. Uzun süreli uzay uçuşu, insan vücudu için kas atrofisi, kemik kaybı, görme bozukluğu ve immünosupresyon dahil olmak üzere ciddi zorluklar doğurur. Bu etkilerin çoğu yerçekimi eksikliği ile bağlantılıdır.
Uzun süreli sıfır g maruziyetiyle ilişkili bireysel semptomları hafifletmede önemli ilerleme kaydedilmiş olsa da, yapay yerçekimi oluşturma yeteneği birçok sorunun temel nedenini ortadan kaldıracak ve uzun süreli görevlerde mürettebat sağlığını büyük ölçüde iyileştirebilir.
Yapay yerçekimi üretmenin bir yolu olarak uzay habitatlarını döndürme kavramları bir asırdan daha eskiye dayanmaktadır. Bununla birlikte, insanlar 3 RPM kadar düşük dönüş hızlarına maruz kalmaktan rahatsızlık duyarlar. 1-2 RPM dönüş hızlarında 1 g’a yakın yapay yerçekimi üretmek için kilometre ölçekli bir yapıya ihtiyaç vardır.
Çözümümüzün özü, mekanik metamalzemelerden oluşturulmuş yüksek genişleme oranlı konuşlandırılabilir bir yapıdır (HERDS). Spesifik olarak, son 5 yılda yapılan iki kinematik keşiften yararlanıyoruz: kesme auxetics ve dallı makas mekanizmaları. Emsalsiz 150x genleşme oranına sahip tüp yapılar üretmeyi amaçlıyoruz.
Faz I NIAC çalışmamız bu yaklaşımın uygulanabilirliğini gösterdi ve bizi Faz II’de ele alınması gereken birkaç teknik soruna işaret etti.
Aşama II’deki temel teknik çalışma, dört özel itme üzerine odaklanacaktır:
- Genişleyen hiyerarşik yapımızın karmaşık dağıtım dinamiklerini ayrıntılı olarak modelleme ve anlama.
- Simülasyon ve tasarım optimizasyonunu kullanarak üretim hataları ve harici rahatsızlıkların varlığında dağıtım sırasında sıkışmayı azaltma.
- Modelleri kalibre etmek ve alt sistem bileşenlerini değerlendirmek için hızlı prototipleme ve donanım tabanlı tasarım yinelemesi.
- Sıkışma ve yüksek genişleme oranları olmadan dağıtımı göstermek için binlerce bağlantıya sahip sayaç ölçekli prototiplerin deneysel doğrulaması.
Bu çalışma, NASA’nın hedefleri için anında ve uzun vadeli bir etkiye sahip olacaktır. Yakın vadede, böyle bir yapı, örneğin Ay geçidinin bir parçası olarak, cislunar uzayda sürekli insan yerleşimini mümkün kılacaktır. Orta ve uzun vadede, bu tür yapılar, insanları derin uzayda sürdürmek için kritik öneme sahip olacak. Son olarak, büyük yapılar da büyük ölçekli teleskop dizilerini destekleyerek astronomiyi ilerletecektir.
Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Zac Manchester tarafından.