Şişirilebilir yaşam alanları durumu

Her yıl, NASA’nın Çığır Açan, Yenilikçi ve Oyunun Kurallarını Değiştiren (BÜYÜK) Fikir Mücadelesi, öğrenci yenilikçileri, gelecekte Ay’a ve ötesine yapılacak insanlı misyonlara fayda sağlayabilecek konseptler oluşturmaya ve göstermeye davet ediyor. Bu yılın teması, aya gönderilen yüklerin kütlesini ve istiflenen hacmini büyük ölçüde azaltabilecek “Ay Operasyonları için Şişirilebilir Sistemler”.

Bu, astronotları elli yıl önceki Apollo Çağı’ndan bu yana ilk kez aya geri götürdüğü için Artemis Programı için kritik önem taşıyor. Ayrıca aya, Mars’a ve diğer derin uzay hedeflerine yük gönderme maliyetleri de azalacak.

BIG Idea Challenge, Oyunu Değiştiren Geliştirme (GCD) programı ile ajansın STEM Katılım Ofisi arasındaki işbirlikçi çabanın bir parçası olarak NASA’nın Uzay Teknolojisi Misyon Direktörlüğü (STMD) tarafından desteklenmektedir. Yarışma, Ulusal Havacılık ve Uzay Enstitüsü (NIA) ve Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı (JHUAPL) tarafından ortaklaşa yönetiliyor ve GCD ile Ulusal Uzay Hibe Koleji ve Burs Projesi tarafından finanse ediliyor. Yarışmanın bir parçası olarak, 5-25 öğrenciden oluşan ekipler ve onların fakülte danışmanları tekliflerini sunacak ve beş ila sekiz finalist, daha fazla gelişme için seçilecek.

Onlarca yıllık büyüme ve gelişmeye rağmen, uzaya mürettebatlı görevler göndermenin en büyük zorlukları hacim ve kütle sınırlamaları olmaya devam ediyor. Beğenin ya da beğenmeyin, fırlatmalar hala Roket Denklemine tabidir; bu da daha büyük yüklerin Dünya’nın yerçekiminden kurtulmak için daha fazla itici güce ihtiyaç duyduğu bir kısır döngü yaratır. Bu da daha ağır yakıt tanklarına sahip daha büyük roketler vb. anlamına gelir. Bu nedenle büyük yapılar, karmaşık yerleştirme mekanizmaları ve yerinde montaj olmadan Ay veya Mars yüzeyine yerleştirilemez.

NASA, bu soruna, inşaat malzemeleri oluşturmak ve astronot ihtiyaçlarını karşılamak için yerel kaynakların kullanımını (diğer adıyla Yerinde Kaynak Kullanımı (ISRU) da içeren) birden fazla çözüm araştırdı. Bu, astronotların yanlarında getirmeleri gereken malzeme miktarını azaltırken, ikmal görevlerine olan bağımlılığı da azaltma avantajına sahiptir. Diğer bir çözüm ise düşük kütleli ve yük kaportalarına sıkıca yerleştirilebilen büyük, şişirilebilir sistemler göndermektir. Hedeflerine ulaştıklarında ve şişirildiklerinde, istiflendikleri hacmin birkaç katına kadar genişlerler.

Gelişmiş kumaşlar ve dahili basınç sertleştirmesinin yanı sıra şişirilebilir sistemler, zorlu dünya dışı koşullara karşı sağlam yaşam alanları ve çevre koruması sunabilir. Üniversite düzeyindeki ekiplerin şişirilebilir bileşenler içeren yaşam alanları tasarlamakla görevlendirildiği 2024 BÜYÜK Fikir Yarışmasının amacı budur. Bunlar kuleler, köprüler ve antenlerden yumuşak robotlara, aktüatörlere, konektörlere, dağıtım mekanizmalarına, hava kilitlerine ve geçici barınaklara kadar uzanır. NASA’nın STMD’sinde Teknoloji Olgunlaştırma Direktörü Niki Werkheiser, yakın tarihli bir NASA basın bülteninde şunları söyledi:

“Bu zorluk özellikle heyecan verici çünkü şişirilebilir bileşenlerin uzay görevlerine dahil edilmesi için gerekli olacak tasarım ve mühendislik süreçlerine alışılmışın dışında bir düşünce uyguluyor. Bu üniversite grubunun gösterdiği etkileyici yaratıcılıktan yararlanmak, uzay görevlerine gerçekten yeni çözümler sunabilir. gelecekteki uzay araştırmaları.”

Finalistler, şişirilebilir sistemleri içeren görev senaryolarının teklifini ve video paketini değerlendirecek olan NASA ve endüstri uzmanlarından oluşan bir panel tarafından seçilecek. Seçilen beş ila sekiz dönem, donanım, malzeme, test ekipmanı, yazılım vb. harcamaları da dahil olmak üzere 50.000 ila 150.000 ABD Doları arasında bir maaş alacak. Ekipler önümüzdeki dokuz ayı tekliflerini daha da geliştirmek, iyileştirmek ve test etmek ve bir teklif hazırlamak için harcayacak. Sonuçlarını detaylandıran 15-20 sayfalık teknik yazı. Bunu önümüzdeki sonbaharda yıllık BÜYÜK Fikir Forumu izleyecek ve burada teknik tasarım incelemesi için konseptlerini sunmaya davet edilecekler.

Bu, ay koşullarını simüle eden analog test ortamlarındaki kavram kanıtlama gösterilerini içerecektir. NASA’nın STEM Katılım Ofisi’nin uzay hibe proje yöneticisi Tomas Gonzalez-Torres şunları söyledi:

“Gelecekteki uzay araştırma çalışmaları için kritik teknoloji söz konusu olduğunda, akademi önemli bir ortaktır. Üniversite düzeyindeki ekipler yaratıcılık açısından sınırları zorluyor, aynı zamanda yenilikçi fikirler için teknolojinin hazır olduğunu gösterme konusunda da sınırları zorluyor. Bu fikirler teknoloji geliştirmeye aşılanabilir. Mikro ve makro ölçekte.”

Bu yılki yarışma, lisans ve yüksek lisans öğrencilerine ISRU’dan türetilmiş metaller yoluyla ay altyapısının üretimini mümkün kılacak teknolojileri tasarlamaları, geliştirmeleri ve göstermeleri için 180.000 $’a kadar ödül verildiği 2023 Lunar Forge Challenge’ı tamamlıyor. Bunlar ve diğer teknolojiler, Artemis misyonları ve NASA’nın, diğer kuruluşların ve ticari ortakların ayda kalıcı altyapı kurma yönündeki uzun vadeli hedefleri açısından hayati öneme sahip olacak. Ay’ın keşfini, araştırmasını ve muhtemelen yerleşimi teşvik etmenin yanı sıra, bu çabalar gelecekte Mars ve ötesine yapılacak misyonları da mümkün kılacak.

2024 BIG Ideas Challenge ve nasıl katılabileceğiniz hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresteki BIG Idea web sitesine bakın: bigidea.nianet.org.