A era da exploração espacial renovada levou a propostas bastante ambiciosas. Enquanto muitos estão nos livros há décadas, apenas em anos recentes alguns desses planos se tornaram tecnologicamente viáveis. Um bom exemplo é a mineração de asteróides, onde as espaçonaves robóticas viajariam para os asteróides próximos da Terra e o cinturão principal de asteróides para colher minerais e outros recursos.
No momento, um dos principais desafios é como essas embarcações poderiam se locomover e reabastecer quando estiverem no espaço. Para resolver isso, a empresa Honeybee Robotics, com sede em Nova York, fundou com a Universidade da Flórida Central (UFC) o desenvolvimento de uma espaçonave robótica movida a vapor. A empresa lançou recentemente um vídeo de demonstração que mostra seu protótipo "tremonha de vapor" World is Not Enough (WINE) em ação.
Fundada em 1983, a Honeybee Robotics tem uma longa história de desenvolvimento de tecnologias para exploração espacial. Nesse período, eles cumpriram mais de 300 contratos para a NASA, que incluíram ferramentas usadas pelo Espírito, Oportunidade e Curiosidade rovers e os Fénix lander. Abordando a perspectiva da mineração de asteróides, a empresa se uniu ao cientista da UCF Dr. Phil Metzger para desenvolver uma espaçonave robótica para fins de mineração comercial.
Além de ser associado ao Grupo de Ciência Planetária (PSG) da UCF, o Dr. Metzger tem uma longa história de trabalho com a NASA. De fato, Metzger co-fundou o Swamp Works no Centro Espacial Kennedy da NASA, que é modelado no Skunk Works da Lockheed Martin e projetado para implementar estratégias de inovação adaptadas do Vale do Silício.
No PSG, Metzger continua a desenvolver o que ele chama de "Ciência Planetária Econômica", focada no desenvolvimento de tecnologias para utilização de recursos in situ (ISRU) - que vão desde mineração e manufatura até construção. Assim como o desenvolvimento de naves espaciais reutilizáveis, o ISRU visa tornar a exploração espacial mais econômica, contando com recursos colhidos localmente.
Esse é o princípio por trás da sonda WINE, que coletaria gelo de água de asteróides ou regolitos planetários. Esse gelo seria então capturado em uma armadilha fria e aquecido para criar vapor para propulsão. A energia elétrica seria fornecida por painéis solares ou, possivelmente, por um aquecedor radioscópico leve.
Essas opções de fornecimento de energia permitiriam a flexibilidade da missão, dando à sonda robótica a capacidade de trabalhar em diferentes ambientes. Por exemplo, se a tremonha estivesse trabalhando em ambientes de baixa gravidade perto de casa, os painéis solares seriam suficientes. Se estivesse operando em ambientes de alta gravidade e / ou locais distantes do sol, uma bateria nuclear seria o método de escolha.
Um vídeo da primeira demonstração do protótipo foi postado recentemente no twitter por Kris Zacny, vice-presidente da Honeybee Robotics. Como Metzger descreveu a demonstração em um recente comunicado de imprensa da UCF:
"É incrivel. O WINE extraiu com sucesso o solo, fabricou um propulsor de foguete e se lançou em um jato de vapor extraído do simulador. Poderíamos potencialmente usar essa tecnologia para pular na Lua, Ceres, Europa, Titã, Plutão, pólos de Mercúrio, asteróides - em qualquer lugar onde haja água e gravidade suficientemente baixa. ”
O protótipo de tremonha de vapor foi criado pela Honeybee em colaboração com a Universidade Aeronáutica Embry-Riddle, que ajudou a desenvolver os propulsores de foguetes iniciais a vapor. A UCF forneceu o material de asteróide simulado, enquanto Metzger criou os modelos e simulações de computador necessários para provar o conceito (um processo que levou três anos).
A tremonha aproveitaria as principais peças de tecnologia, como o extrator de água móvel in situ (MISWE), um tubo de descaroçamento espiralado desenvolvido pela Honeybee para missões da NASA na Lua, Marte e além. Para a sonda WINE, este extrator é combinado com um propulsor de gás frio impresso em 3D e um tanque que foi projetado especificamente para caber dentro de um CubeSat.
O vídeo de 11 segundos postado no twitter mostra o protótipo disparando seu motor e levitando nas instalações de teste da empresa em 31 de dezembro. Essa demonstração chegou à conclusão de uma concessão da Fase 2 concedida pelos programas de Pesquisa em Inovação para Pequenas Empresas da NASA e Transferência de Tecnologia para Pequenas Empresas (SBIR / SBTT) - que foi concedida em 2016 e durou dois anos.
“O projeto foi um esforço colaborativo entre a NASA, a academia e a indústria; e foi um tremendo sucesso ”, disse Kris Zacny em comunicado à empresa. "As naves espaciais tipo WINE têm o potencial de mudar a maneira como exploramos o universo."
As implicações dessa tecnologia vão muito além da mineração de asteróides. Atualmente, as missões interplanetárias são forçadas a concluir quando a sonda ficar sem propulsor. Mas, como explicou Metzger, o desenvolvimento desse tipo de espaçonave (que pode extrair e processar seu próprio combustível) prolongaria significativamente a vida das missões interplanetárias:
“Cada vez que perdemos nosso tremendo investimento em tempo e dinheiro que gastamos construindo e enviando a espaçonave ao seu objetivo. O WINE foi projetado para nunca ficar sem propulsor, portanto a exploração será menos cara. Também nos permite explorar em um curto período de tempo, já que não precisamos esperar anos porque uma nova nave espacial viaja da Terra a cada vez. ”
Dada a taxa em que o setor aeroespacial comercial (também conhecido como NewSpace) está progredindo e o fato de que a prospecção de asteroides começará muito em breve, poderá levar apenas uma década ou alguns anos até que as minas como o WINE sejam enviadas para os asteróides mais próximos . E com várias agências que pretendem realizar missões de exploração lunar e marciana, a espaçonave a vapor pode encontrar-se viajando por todo o Sistema Solar.
Dada a recompensa potencial, é provável que não haja escassez de indústrias que buscam entrar nessa indústria florescente. E se a tecnologia e a metodologia puderem ser trabalhadas, a humanidade pode estar olhando para a Corrida do Ouro para acabar com todos os arremessos de ouro. Sem mencionar ferro, níquel, cobalto, manganês, molibdênio, alumínio, titânio, água e muitos outros recursos!
Desde então, a empresa lançou um vídeo completo que mostra o conceito WINE e a demonstração tecnológica. Confira abaixo:
