(Ronald Neale) Om mindre enn tre år vil astronautene komme tilbake til månen for første gang siden Apollo-tiden. Som en del av Artemis-programmet er formålet ikke bare å sende mannskapsoppdrag tilbake til månens overflate for å utforske og samle prøver.
Denne gangen er det også målet om å etablere viktig infrastruktur (som Lunar Gateway og a Base Camp ) som vil tillate 'vedvarende måneutforskning.'
Et sentralt krav for denne ambisiøse planen er tilførsel av kraft, noe som kan være vanskelig i regioner som Sørpolen-Aitken-bassenget – et kraterområde som er permanent i skyggen.
For å løse dette har en forsker fra NASA Langley Research Center ved navn Charles Taylor foreslått et nytt konsept kjent som ' Lett Bender .' Ved å bruke teleskopoptikk ville dette systemet fange opp og distribuere sollys på månen.
Light Bender-konseptet var ett av 16 forslag som ble valgt ut for fase I av 2021 NASA innovative avanserte konsepter (NIAC) program, som overvåkes av NASA Direktoratet for romteknologimisjon (STMD).
Som med tidligere NIAC-innleveringer, representerer forslagene som ble valgt et bredt spekter av innovative ideer som kan bidra til å fremme NASAs romutforskningsmål.
I dette tilfellet adresserer Light Bender-forslaget behovene til astronauter som vil være en del av Artemis-oppdragene og Langsiktig menneskelig måneoverflatetilstedeværelse ' som vil følge.
Designet til Taylors konsept var inspirert av heliostaten, en enhet som justerer seg for å kompensere for solens tilsynelatende bevegelse på himmelen slik at den fortsetter å reflektere sollys mot et mål.
Når det gjelder Light Bender, brukes Cassegrain-teleskopoptikk til å fange, konsentrere og fokusere sollys, mens en Fresnel-linse brukes til å justere lysstråler for distribusjon til flere kilder plassert i avstander på 1 kilometer (0,62 miles) eller mer. Dette lyset mottas deretter av solcellepaneler som måler 2 til 4 meter (~6,5 til 13 fot) i diameter som omdanner sollys til elektrisitet.
I tillegg til habitater, er Light Bender i stand til å gi strøm til kryokjøleenheter og mobile eiendeler som rovere.
Denne typen array kan også spille en viktig rolle i opprettelsen av vital infrastruktur ved å gi kraft til In-Situ Resource Utilization (ISRU)-elementer, slik som kjøretøyer som høster lokal regolit for bruk i 3-D-skrivermoduler (som vil bruke den til å bygge overflatestrukturer).
Som Taylor beskrev i sin NIAC fase I forslagsuttalelse : 'Dette konseptet er overlegent alternativer som svært ineffektiv lasereffektstråler, siden det kun konverterer lys til elektrisitet én gang, og tradisjonelle kraftdistribusjonsarkitekturer som er avhengige av masseintensive kabler. Verdiforslaget til Light Bender er en ~5x massereduksjon i masse sammenlignet med tradisjonelle teknologiske løsninger som Laser Power Beaming eller et distribusjonsnettverk basert på høyspentstrømkabler.'
Men kanskje det største trekkplasteret til et slikt system er måten det kan distribuere kraftsystemer til permanent skyggelagte kratere på Månens overflate, som er vanlige i Månens sørlige polarområde.
I de kommende årene håper flere romorganisasjoner – inkludert NASA, ESA, Roscomos og China National Space Agency (CNSA) – å etablere langsiktige habitater i området på grunn av tilstedeværelsen av vannis og andre ressurser.
Kraftnivået systemet gir er også sammenlignbart med Kilopower-konseptet, et foreslått kjernefysisk fisjonskraftsystem designet for å muliggjøre langvarige opphold på Månen og andre kropper.
Dette systemet vil angivelig gi en strømkapasitet på 10 kilowatt-elektrisk (kWe) - tilsvarende tusen watt elektrisk kapasitet.
'I den første utformingen fanger hovedspeilet tilsvarende nesten 48 kWe sollys,' skriver Skredder. 'Endbrukerens elektriske strøm er avhengig av avstanden fra det primære innsamlingspunktet, men baksiden av konvolutten analyser tyder på at minst 9kWe kontinuerlig strøm vil være tilgjengelig innen 1 km.'
På toppen av det hele understreker Taylor at den totale mengden kraft systemet kan generere er skalerbar.
I utgangspunktet kan den økes ved ganske enkelt å endre størrelsen på det primære oppsamlingselementet, størrelsen på mottakerelementene, avstanden mellom noder, eller ved å bare øke det totale antallet sollysfangere på overflaten. Etter hvert som tiden går og mer infrastruktur legges til en region, kan systemet skaleres for å tilpasses.
Som med alle forslag som ble valgt ut for fase I av 2021 NIAC-programmet, vil Taylors konsept motta et NASA-stipend på opptil 5 000.
Alle Fase I-stipendiater er nå inne i en innledende ni-måneders mulighetsstudieperiode, hvor designerne vil evaluere ulike aspekter ved designene deres og adressere forutsigbare problemer som kan påvirke operasjonene på konseptene når de opererer i South Pole-Aitken-bassenget.
Spesielt vil Taylor fokusere på hvordan den optiske linsen kan forbedres basert på forskjellige design, materialer og belegg som vil resultere i akseptable nivåer av lysutbredelse.
Han vil også vurdere hvordan linsen kan utformes på en slik måte at den kan utløses autonomt når den når månens overflate. Mulige metoder for autonom utplassering vil bli gjenstand for senere studier.
Etter design/mulighetsstudien vil en evaluering av arkitektoniske alternativer for Light Bender bli utført i sammenheng med en månebase som ligger nær månens sydpol under vedvarende måneoverflateoperasjoner.
Den primære verdien vil være minimering av landmasse. Sammenligninger vil bli gjort med kjente kraftdistribusjonsteknologier som kabler og laserkraftstråler.
Etter at disse mulighetsstudiene er fullført, vil Light Bender og andre Fase I-stipendiater kunne søke om Fase II-priser. Sa Jenn Gustetic, direktør for tidlige innovasjoner og partnerskap i NASAs Space Technology Mission Directorate (STMD):
'NIAC-stipendiater er kjent for å drømme stort, og foreslår teknologier som kan se ut til å grense til science fiction og er i motsetning til forskning som blir finansiert av andre byråprogrammer. Vi forventer ikke at de alle kommer til å bli realisert, men erkjenner at å gi en liten mengde såkornfinansiering til tidlig forskning kan være til stor nytte for NASA i det lange løp.'
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert av Universet i dag . Les original artikkel .