Elämä kansainvälisellä avaruusasemalla voi pian olla selvästi nautinnollisempaa. Astronautit ovat aikeissa korjata ensimmäisen pienen salaattisatoksensa, ja italialaisen espressokeitin on tarkoitus toimittaa marraskuussa. Ja jos kaikki sujuu suunnitelmien mukaan, avaruusasema saattaa jopa saada paljon vähemmän ahdasta ensi kesään mennessä Bigelow Aerospace -yhtiön rakentaman lisämoduulin ansiosta.
Lisäys ei näytä kuitenkaan muulta asemalta: Se on (erittäin hienostunut) puhallettava moduuli joustavalla kuorella.
Bigelow-laajennettava toimintamoduuli (BEAM) on ensimmäinen ei-jäykkä, laajennettavissa oleva avaruusmoduuli, joka on tarkoitettu asuttajille. BEAM: n on määrä saapua, tyhjentyä ja tiivis, kahdeksannelle SpaceX ISS: n rahtitoimitusoperaatiolle vuonna 2015. Kun robotti Canadaarm2 on kiinnittänyt ISS: ään, BEAM painetaan 13-to-11-jalkaiseen huoneeseen, ja astronautit alkavat suunniteltu kaksivuotinen, NASA: n tukema testi. Erityisesti NASA on kiinnostunut siitä, kuinka rakenne kestää sellaisia asioita kuin mikrometeorien osumia ja säteilyä verrattuna perinteisempiin jäykkiin, pääasiassa metallirakenteisiin, kuten itse ISS.
Ilman jäykkää runkoa herkkyys ja ilmavuodot ovat tietysti huolenaihe. Mutta BEAM-kuori on rakennettu vähemmän kuin ilmapallo ja enemmän kuin paksu rengas, joka on kääritty Kevlarin kaltaiseen liiviin. Bigelow Aerospacen DC-liiketoiminnan ja liiketoiminnan kasvun johtaja Michael Gold sanoo, että BEAM: n joustavuus on osa syytä, että se voisi tarjota suuria etuja.
Toisin kuin ISS: n kaltaisista jäykistä rakenteista, BEAM soveltuu paremmin palvelemaan monia NASA: n seuraavan sukupolven tarpeita: Se voidaan räätälöidä erikoistuneisiin toimintoihin tai tehtäviin - esimerkiksi harjoitustilaksi tai paikkaan astronatuksille kokeiden suorittamiseksi - ja se voidaan yhdistää yhdessä muodostaen vielä suurempia rakenteita. Lisää sisäistä tilavuutta tarkoittaa myös enemmän tilaa tarvikkeille.
Ehkä tärkein hyöty BEAM: n ja Bigelow Aerospacen muista malleista on kuitenkin se, että niiden käynnistysjalanjälki on melko pieni ja kevyt vain 3000 puntaa, mikä tekee aloittamisesta huomattavasti halvemman kuin vastaavankokoiset jäykät rakenteet.
Vertailun vuoksi ISS: n kokonaispaino on 925 000 puntaa - tai se olisi, jos se istuisi maan päällä, eikä kiertoradalla.
"Paitsi että me suojelemme sinua asteroideilta ja säteilyltä", Gold sanoo, "mutta [myös] myös paljon suuremmalta uhkalta, joka on budjettileikkauksia. Teknologiamme voidaan toteuttaa murto-osa perinteisten järjestelmien kustannuksista. ”
Kun NASA ja kansainväliset avaruusjärjestöt pyrkivät siirtämään astronautteja kohti Marsia ja sen ulkopuolelle, kun taas kohtaavat budjettitaisteluita takaisin maan päälle, on yksi modernin avaruustutkimuksen tarpeellisimpia keksintöjä siitä, kuinka tehdä enemmän vähemmällä.
Yhtiö on testannut BEAM-konsepteja kiertoradalla jo aikaisemmilla (ja hieman pienemmillä) Genesis I- ja Genesis II -käsittelyillä, jotka lanseerattiin ja testattiin vuosina 2006 ja 2007 laivalla muunnetulla Neuvostoliiton aikaisilla ydinaseilla.
Tämä uusi BEAM-testikierros on kuitenkin ensimmäinen, jossa ihmisten astronautit ovat sisällä. NASA testaa parhaillaan BEAM-moduulia kentällä sekä Bigelowin että riippumattomien materiaalien testaajien kanssa ymmärtääksesi kuinka sen materiaalit venyvät ja säilyttävät muodon ajan myötä, samoin kuin kuinka rakenteet rikkoutuvat, kun ne viedään rajansa yli.
Ajatus käyttää jäykkiä materiaaleja avaruudessa oleviin rakenteisiin on ollut jo vuosikymmenien ajan. NASA on suunnitellut ja testannut konseptin kentällä, mutta BEAM-moduuli on ensimmäinen ei-metalli, joustava rakenne, jonka astronautit ovat testanneet avaruudessa. Ihmistestaus tapahtuu nyt vihdoin, koska NASA etsii tapoja saada ihmiset Marsiin ja muihin kaukaisiin kohteisiin, mikä vaatii suuremman avaruusaluksen ja suuremman miehistön kapasiteetin.
Jason Crusan, NASAn edistyneiden etsintäjärjestelmien johtaja, kun BEAM-moduuli on asennettu ISS: ään ensi kesänä, moduulin vuotojen mittaaminen on yksi ensisijaisista huolenaiheista.
"Kaikki vuotaa jossain vaiheessa, jopa kiinteät, jäykät rakenteemme", Crusan sanoo. "Siellä on pisteitä ja sinettejä, ja ymmärrys siitä, kuinka ne voivat vuotaa ajan myötä ja [BEAM: n kanssa], on todella tärkeä meille."
Crusan sanoo myös, että BEAM: n sisäpuolelle tulee lämpötila-, mikrometeori-isku- ja säteilyantureita, joiden pitäisi auttaa NASA: ta ymmärtämään paremmin, miten ei-jäykät avaruusalukset ovat enemmän tai vähemmän vaarallisia astronautteille pitkään .
NASA: n huolenaihe on myös se, kuinka pehmeän kuoren moduuli reagoi säteilyyn. Mutta tämä saattaa olla toinen alue, jolla jäykän, enimmäkseen ei-metallirakenteen käyttäminen tarjoaa merkittävän hyödyn.
"Kun säteilypartikkeli osuu [metallirakenteisiin], yksi hiukkas jakautuu moniin", Crusan sanoo. "Pehmeissä ja hyvissä rakenteissa [kuten BEAM] ei sisällä metalleja, joten yksi hiukkasesi pysyy yhtenä korkean energian hiukkasena ja kulkee läpi."
Teoreettisesti BEAM: n pienen puhallettavan rakenteen pitäisi siis tarkoittaa vähemmän, keskittyneempää säteilyiskua, joka kulkee moduulin läpi, eikä monien vähemmän voimakkaiden, vaikkakin silti potentiaalisesti vahingoittavien hiukkasten suihketta, kuten astronautien altistumista ISS: llä ja muilla. metallilevyiset avaruusalukset.
BEAM-moduuli ja sen seuraajat (yritys työskentelee myös edistyneemmissä, suuremmissa rakenteissa, kuten 330-kuutiometri BA 330) voivat olla kriittisiä NASA: n tulevaisuudensuunnitelmille, koska ihmiset lähtevät edelleen avaruuteen.
NASA on edennyt pitkälle seuraavan sukupolven kantoraketin, Space Launch System: n tai SLS: n, sekä uuden kapselin, Orionin, kehittämiseen. Molempien odotetaan alkavan ensimmäisen kerran vuonna 2017, ja niiden, kuten BEAM: n, pitäisi auttaa tekemään suurempaa edistystä avaruudessa.
"Seuraava komponentti, jota tarvitsemme kiertoradalla, on jotain, joka pidentää Orionin keston alle 30 päivän keston ja neljän hengen miehistön pitempiin ja pidempiin ajanjaksoihin", Crusan sanoo, "ja se on jonkinlainen rajoitettu elinympäristö.”
Jos testit sujuvat suunnitellusti, BEAM: n ja muiden tulevien moduulien joustava, modulaarinen, halpa luonne voisi muodostaa rajoitetut elinympäristöt, joita astronautit tarvitsevat pitkällä matkalla Marsille ja sen ulkopuolelle.
