Budoucnost průzkumu vesmíru, vědci z NASA přišli se strategií vývoje nových technologií

21. 08. 2011

Lety do vesmíru Oběžná dráha Nautilus-X Vesmírné lodě VASIMR Servis satelitů

V NASA vznikla skupina TAAT (Technology Applications Assessment Team), jejímž cílem je identifikovat technologie, které jsou blízko reálnému testování a které by mohly sloužit při budování architektury pro rozvoj zkoumání vesmíru. Snahou skupiny má být hledání způsobů jak vést průzkum vesmíru co nejlevněji, relativně rychle se současnými nebo vyvíjenými technologiemi a prostředky. Jedním z požadavků byla také konzistence s již existujícími koncepty průzkumu vesmíru, kterých se NASA drží, mezi nimi také spolupráce s komerčními společnostmi.

Servis satelitů na oběžné dráze

Údržba satelitů a prodlužování doby jejich fungování je jednou z činností ve vesmíru, které by mohly být pro jejich provozovatele výnosné.

Image credit:

Po skončení služby raketoplánů zůstala v Americe infrastruktura i lidské zdroje, které mají zkušenosti s vesmírnými technologiemi, nemají je ale jak využít. Ve snaze ušetřit náklady a zároveň se ve zkoumání vesmíru posunout dál, skupina TAAT vybrala několik technologií a konceptů, které nakonec povedou cestě lidí na Mars, asteroidům a dalším objektům sluneční soustavy.

Na začátek bylo identifikováno šest konceptů, které budou nadále propracovávány:

Servis satelitů (Satellite servicing)
Nejen NASA vidí v opravách a dočerpávání paliva existujícím družicím potenciálně výnosný business. Satelity na oběžné dráze Země jsou často velmi drahé a vypuštění každého dalšího s sebou nese další náklady. V blízké budoucnosti chce NASA disponovat schopností pomocí robotických sond doplňovat palivo geostacionárních družic, následně by tyto sondy mohly také měnit dráhy družic, aby zabránily kolizím. Následovat by mohla pilotovaná vesmírná loď, která by se na oběžné dráze o družice starala, studie předpokládá, že dříve nebo později by tento servis převzala soukromá společnost.


Získávání surovin ve vesmíru (In Situ Resource Utilization, ISRU)
Doprava paliva a zásob ze Země do vesmíru je drahá, NASA se tedy snaží najít jiné zdroje hlavně na Měsíci, který díky své nižší gravitaci představuje ideální místo pro těžbu surovin a výrobu paliva pro vesmírné lodě. 

Studie navrhuje společně s Lunar Planetary Institute misi, která by na dálku řízenou pojízdnou sondou demonstrovala schopnost získat z měsíčního regolitu vodu. Bohužel v současnosti neexistuje raketa, která by takovou sondu vynesla do vesmíru, bylo tedy rozhodnuto o přepracování mise, aby šlo využít stávajících raket.


Solární energie vyráběná ve vesmíru (Space Base Solar Power, SBSP)
V rámci tohoto konceptu se studie zamýšlí nad tím, jakým způsobem ve vesmíru vyrábět energii a jak ji transportovat na povrch Země, zároveň uvažuje o přenosech energie ve vesmíru. Byl navržen test, při kterém by byl na ISS umístěn laser, který by vysílal energii satelitům prolétajícím kolem stanice, mohl by tak jednoduše doplňovat energii těmto satelitům.


Solární-elektrický pohon (Solar Electric Propulsion, SEP)
V rámci konceptu vývoje nového pohonného systému, který bude schopný vyvinout dostatečnou energii pro cestu na Mars a dál, zkoumá studie dva vesmírné pohony, VASIMR a iontový pohon. Zároveň také zkoumá dvě možné cesty jak tyto technologie otestovat, na ISS nebo na samostatném nosiči.

Ideální by byl samostatný nosič, který pro test poskytne více možností, bude bezpečnější a lépe ukáže schopnosti nového pohonu. Umístění na ISS je ale levnější a proveditelnější se současnými technologiemi. První test by mohl proběhnout do čtyř let, nejprve zřejmě na ISS a následně i samostatně.


Čerpací stanice s palivem (Depots)
Vesmírné technologie budou v budoucnosti vyžadovat doplňování paliva přímo na oběžné dráze, pro tyto účely by měly vzniknout stanice, kde by vesmírné lodě mohly dočerpat své palivové nádrže. Zpočátku by to mohlo být pro účely už zmiňovaného servisu satelitů, pokud by se tato činnost prokázala jako výdělečná, lze předpokládám, že se soukromé společnosti ujmou provozu takovýchto čerpacích stanic. 

Stanice by se potom mohly rozšířit za nízkou oběžnou dráhu (LEO) například k lagrangeovu bodu mezi Zemí a Měsícem a mohly by nabízet různé druhy paliva od kryogenického paliva, přes tekutý kyslík nebo vodík až po uhlovodíky. Jakmile bude fungovat těžba surovin na Měsíci, mohlo by se uvažovat o zásobování čerpacích stanic právě z Měsíce.


Opakovatelně použitelný vesmírný dopravní prostředek (Multi-Mission Space Exploration Vehicle, MMSEV)
Jako poslední ve vývoji je navržena vesmírná loď použitelná opakovatelně a pro různé mise k různým tělesům sluneční soustavy, koncept nese jméno Nautilus-X a měl by být první meziplanetární vesmírnou lodí. Nautilus-X v sobě spojuje různé pohonné systémy, několik systémů pro ochranu životů a zdraví posádky a také umělou gravitaci.

Umělá gravitace ve formě odstředivé síly vyvolané rotací, by měla být podle studie nejprve otestována na ISS, následně by měla být integrována na Nautilus-X, kde poskytne posádce prostředí s gravitací, které jí pomůže překonat dlouhé cesty vesmírem.