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NASA正在探索处理太空深空垃圾的新方法

时间:2018-07-11 20:09:50 来源:UT 评论:0 点击:0

垃圾从国际空间站卸载到商业再补给车辆上,然后使用Canadarm 2从车站拆除。

  在以精心设计的工作生活环境和高效措施为特征的国际空间站上,宇航员不仅每年平均需要从地面运送12吨的物资补给到空间站,它们还会产生几吨的垃圾。宇航员必须小心存放这些垃圾,使其不会积聚,然后通过商用供应飞船送回地面。
 
  该系统在轨道上的一个站工作良好。但是,航天器进行长时间飞行任务呢?这些飞船只将无法享受定期的商业飞船节奏,这会减少供应和拖运垃圾。为了解决这个问题,美国国家航空航天局正在研究如何处理深太空任务中的太空垃圾。
 
  为此,NASA正在与其商业领域的合作伙伴合作,以开发垃圾压实和处理系统(TCPS)的概念。NASA最近发布了一份董事会代理公告,要求创建原型,并最终实现飞往国际空间站的飞行演示。

国际空间站(ISS),以地球为背景
  该提案的细节在董事会代理公告的附录中概述,标题为“ 通过垃圾压实和处理系统减少空间物流 ”。正如他们在本节中所述:
 
  “美国宇航局的最终目标是提升深空开发能力,使不依赖于地球再补给的任务变得更加可持续和可承受。美国宇航局正在通过采用技术演进的方法来实现这一目标,以实现其人类航天战略。该方法基于开发一套不断发展的技术,逐步提供解决勘探挑战的特定目的。这些对初始技术的投资可以不断得到利用和重复使用,从而可以实现更复杂的运营,并探索更远的恒星系统目的地。“
 
  当垃圾产生后,将垃圾存放在航天器内将是一个严峻的挑战。它不仅消耗宝贵的飞船体积,还会给船员带来物理和生物危害。存储垃圾也意味着剩余的资源不能被重新利用或回收。总而言之,BAA征集活动正在寻找能够压缩垃圾,消除生物和物理危害以及恢复资源以供将来使用的解决方案。
 
  为此,他们正在寻找可以在未来几代宇宙飞船上运行的TCPS的想法和技术。作为高级勘探系统物流减少的一部分,TCPS是NASA更大目标的一部分,该目标是识别和开发减少后勤质量,数量和船员投入物流管理时间的技术。

美国宇航局的热熔压缩机(HMC),一种能够从宇航员的垃圾中回收残余水并压缩垃圾以提供体积减小的设备,或者可能作为电离辐射屏蔽的一些用途。
  如附录所述,TCPS的目标有四个:
 
  “(1)将垃圾压实成适当的形式,以便有效地进行长期储存; (2)安全处理垃圾以消除和/或降低生物活动的风险; (3)从物理,几何和生物方面稳定垃圾; (4)管理气态,水性和颗粒状流出物。TCPs将是开发和测试一个完全集成的单元的第一步,用于进一步的探测任务和未来的太空飞行器。
 
  开发将分两个阶段进行。在A阶段,选定的公司将创建一个概念TCPS系统,让NASA进行设计审查,并通过原型地面演示验证它们。在B阶段,将准备一个系统运输到国际空间站,以便最早在2022年在该站上进行示范。
 
  提交提案的各个公司将不会从零开始,因为NASA自20世纪80年代以来一直在开发废物管理系统。这些包括最近的发展,如热熔压缩机(HMC)实验,该装置将从宇航员的垃圾中回收剩余的水,压实垃圾减少体积。

Kounotori2 H-II转移飞行器(HTV-2)在被国际空间站装上垃圾后,由Canadarm 2从空间站带走进而由发现号航天飞机STS-133来处理

  其他例子包括“ 垃圾转化为气体 ”技术,这些技术目前正在物流减少和再利用项目(LRR)下进行。使用HMC,该过程从垃圾中产生甲烷气体以制造火箭推进剂。总之,这些技术不仅可以让宇航员在长时间的太空飞行中节省空间,还可以从垃圾中提取有用的资源。
 
  NASA计划于7月24日举办一个说明会,以便让潜在的行业合作伙了解他们正在寻找什么,介绍目前可用的NASA设施,并回答潜在开发者提出的问题。可行的合作伙伴的正式提案不迟于2018年8月22日公布,无论哪种提案将在未来十年内在国际空间站上进行测试!