NASA leder efter nye måder at håndtere affald på på dybe rummissioner

Livet ombord på den internationale rumstation er præget af omhyggeligt arbejde og effektivitetsforanstaltninger. Astronauter er ikke kun afhængige af i gennemsnit 12 tons forsyninger om året - som sendes til stationen fra Jorden - de producerer også et par tons skrald. Dette affald skal opbevares omhyggeligt, så det ikke samler sig, og sendes derefter tilbage til overfladen på kommercielle forsyningskøretøjer.

Dette system fungerer godt for en station i kredsløb. Men hvad med rumfartøjer, der udføres langvarige missioner? Disse skibe vil ikke have den luksus at mødes med en regelmæssig kadence af kommercielle skibe, der vil aflevere forsyninger og slæbe deres affald væk. For at løse dette, NASA undersøger mulige løsninger til, hvordan man håndterer rumaffald til dybe rummissioner.

Til dette formål, NASA henvender sig til sine partnere i den kommercielle sektor for at udvikle koncepter for Trash Compaction and Processing Systems (TCPS). I en opfordring udstedt gennem Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP), NASA udsendte for nylig en bestyrelsesmeddelelse, der opfordrede til oprettelse af prototyper og til sidst flydemonstrationer, der ville flyve til ISS.

Detaljerne i forslaget var skitseret i bilag F til bestyrelsens meddelelse, med titlen "Logistikreduktion i rummet ved affaldskomprimering og -behandlingssystem." Som de siger i dette afsnit:

"NASA's ultimative mål er at udvikle kapaciteter til at muliggøre missioner, der ikke er afhængige af genforsyning fra Jorden og dermed gøre dem mere bæredygtige og overkommelige. NASA implementerer dette ved at anvende en kapacitetsdrevet tilgang til sin menneskelige rumflyvningsstrategi. Tilgangen er baseret på udvikling af en række udviklende kapaciteter, der giver specifikke funktioner til at løse udforskningsudfordringer. Disse investeringer i indledende kapaciteter kan løbende udnyttes og genbruges, muliggør mere komplekse operationer over tid og udforskning af fjernere solsystemdestinationer."

Når det kommer helt til stykket, at opbevare affald i et rumfartøj er en alvorlig udfordring. Det forbruger ikke kun værdifuld volumen, det kan også skabe fysiske og biologiske farer for besætningen. Opbevaring af affald betyder også, at resterende ressourcer ikke kan genanvendes eller genbruges. Alt i alt, BAA -opfordringen leder efter løsninger, der komprimerer skrald, fjerne biologiske og fysiske farer, og gendanne ressourcer til fremtidig brug.

Til denne ende, de leder efter ideer og teknologier til en TCPS, der kan fungere på fremtidige generationer af rumskibe. Som en del af Advanced Exploration Systems (AES) Habitat's Logistics Reduction (LR), TCPS er en del af NASAs større mål om at identificere og udvikle teknologier, der reducerer logistisk masse, bind, og mængden af ​​tid, besætningen dedikerer til logistikstyring.

Målene for TCPS, som det fremgår af bilaget, er firedobbelte:

"(1) affaldspakning til en passende form til effektiv opbevaring med lang holdbarhed (2) sikker behandling af skraldespand for at eliminere og/eller reducere risikoen for biologisk aktivitet (3) stabilisere affaldet fysisk, geometrisk, og biologisk; og (4) håndtere gasformige, vandig, og partikelformigt spildevand. TCPS vil være det første skridt mod udvikling og test af en fuldt integreret enhed til yderligere udforskningsmissioner og fremtidige rumfartøjer."

Udviklingen vil ske i to faser. I fase A, udvalgte virksomheder vil skabe et koncept TCPS-system, foretage designanmeldelser med NASA, og validere dem gennem prototype demonstrationer på jorden. I fase B, Der vil blive forberedt et system til transport til ISS, således at en demonstration ikke kan finde sted ombord på stationen allerede i 2022.

De forskellige virksomheder, der indsender forslag, vil ikke arbejde i mørket, da NASA har udviklet affaldshåndteringssystemer siden 1980'erne. Disse omfatter nylige udviklinger som Heat Melt Compactor (HMC) eksperimentet, en enhed, der vil genvinde resterende vand fra astronautens affald og kompakte affald for at give volumenreduktion (eller måske et ioniserende strålingsskjold).

Andre eksempler omfatter "trash to gas"-teknologierne, som i øjeblikket forfølges under Logistics Reduction and Repurposing-projektet (LRR). Ved at bruge HMC, denne proces involverer at skabe metangas fra affald for at lave raketdrivmiddel. Sammen, disse teknologier ville ikke kun give astronauter på langvarige rumflyvninger mulighed for at spare plads, men også udvinde nyttige ressourcer fra deres affald.

NASA planlægger at være vært for en industridag den 24. juli for at lade potentielle industripartnere vide præcis, hvad de leder efter, beskrive tilgængelige NASA -faciliteter, og besvare spørgsmål fra potentielle respondenter. Officielle forslag fra aspirerende partnere skal indsendes senest den 22. august, 2018, og uanset hvilke forslag, der gør nedskæringen, vil det blive testet på ISS i det kommende årti.