Robots naar katapulten: een jaar in de ruimte, 2013

Anonim

Robots naar katapulten: een jaar in de ruimte, 2013

3d printen

David Szondy

24 december 2013

22 afbeeldingen

Gizmag blikt terug op de hoogtepunten van de ruimte van 2013

Dit was een druk jaar in de ruimte, met rovers die op Mars rondzwierven en de eerste landing op de maan in 40 jaar, de zoektocht naar het leven buiten onze aarde die opwarmde en 3D-printen die in een baan om de aarde kwamen. Terwijl een Chinese rover het oppervlak van de maan onderzoekt en astronauten werken aan de reparatie van het internationale ruimtestation ISS, kijkt Gizmag terug op de hoogtepunten van de ruimte van 2013.

Voyager 1 raakt de interstellaire ruimte

Milestone is een woord dat tegenwoordig veel wordt rondgegooid, maar dit jaar leerden we dat de mensheid voorbij is gegaan wat de grootste mijlpaal zou kunnen zijn, omdat vissen besloten hebben om op het droge te leven. In september bevestigde NASA dat Voyager 1 het eerste door de mens gemaakte voorwerp was om de interstellaire ruimte binnen te gaan.

Volgens het ruimteagentschap verloor de onbemande sonde de invloed van de zon op 25 augustus 2012 na het afleggen van 12 miljard mijl (19 miljard km) - een zo grote afstand dat een radioboodschap van Voyager naar de aarde 17 uur duurt om te bereiken ons.

Voyager 1 's volgende ontmoeting met een ander hemellichaam zal niet 40.000 jaar zijn wanneer het binnen 1.6 lichtjaren van de ster Gliese 445 (AC +79 3888) passeert, dus noteer je kalender.

Een kosmische kogel graast

In 2013 zag de aarde zijn meest nabije oproep sinds de Tunguska-impact in 1908 een puinhoop maakte van een groot deel van Siberië. Op 15 februari explodeerde de Chelyabinsk-meteoor boven Chelyabinsk, Rusland in een vuurbal die helderder was dan de zon, werd door duizenden gezien, vastgelegd door dashboardcamera's overal in de regio, en gehoord door wetenschappelijke luisterposten over de hele wereld.

Toen de 20 m (65 ft) diameter meteoor explodeerde, was de 500 kiloton explosie 40 keer de explosieve kracht van de atoombom van Hiroshima. De ontploffing verbrak ramen en beschadigde gebouwen. In totaal werden 1.491 mensen, waaronder 311 kinderen, gewond, werden 70 gevallen van flitsblindheid gemeld en de vuurbal veroorzaakte zoveel UV-straling dat veel mensen last hadden van zonnebrand. Geen wonder dat NASA en anderen plotseling erg geïnteresseerd waren in het volgen en afbuigen van asteroïden.

Ruimtevaart gaat commercieel

2013 kan de geschiedenis ingaan als het jaar waarin de commerciële ruimtevlucht eindelijk in een stroomversnelling kwam. Van start-up asteroïde mijnwerkers tot private Mars-kolonies met een enkele reis naar de Rode Planeet, de privésector was op weg naar de Finale Grens.

Nu de Space Shuttle een museumexpositie is, moedigt de Amerikaanse overheid private bedrijven aan in samenwerking met de NASA om nieuwe draagraketten, vrachtschepen en bemande ruimtevaartuigen te ontwikkelen om baanbanen in de buurt van de aarde aan te pakken en ruimtevaart naar de particuliere sector te verplaatsen in plaats van alleen optreden als NASA of Pentagon aannemers. Dit jaar begon dit beleid orbitaal fruit te produceren toen bedrijven hun eigen vaartuig de ruimte op hun eigen boosters instuurden en naar nog ambitieuzere projecten gingen.

In april testte de Orbital Sciences Corporation haar antares-draagraket. De lancering, die verschillende vertragingen opliep, was de eerste van de pad bij NASA's Wallops Flight Facility in Virginia en droeg een "massa gesimuleerde lading " equivalent aan de massa van een ruimtevaartuig in een baan om de aarde. In september sloeg het vrachtschip 'Cygnus' van Orbital Sciences voor het eerst na een vertraging vanwege een softwarestoring in het ISS aan.

Terwijl de Antares-lanceringen de Amerikaanse oostkust een vuurwerk gaven, zag oktober in oktober de Dream Chaser-bemande ruimtevaartuigen van de Sierra Nevada Corporation de lucht in tijdens zijn eerste glijdtest. De vlucht van de Shuttle-achtige ruimteveerboot was succesvol, hoewel hij bij het landen een beetje van het landingsgestel verbuigde.

Het Dragon-vrachtschip van SpaceX maakte in maart zijn tweede commerciële vlucht naar het ISS, dus de bezoeken beginnen bijna routinematig te lijken. Maar het bedrijf heeft weliswaar een nieuwe weg ingeslagen toen de eerste versie van zijn herbruikbare Grasshopper-raketten een reeks verticale opstijgingen en landingen uitvoerde en nieuwe hoogtepunten bereikte voordat hij in oktober met pensioen ging.

Ondertussen heeft de meestal publiciteits-verlegen Blue Origins-projecttest in november een nieuwe motor afgevuurd voor zijn bemande orbitale lanceervoertuig. De BE-3 vloeibare waterstofmotor is de eerste in zijn soort die wordt geproduceerd sinds de RS-68-motor voor de Delta IV-booster in 2002 in gebruik werd genomen. De motor is een belangrijk onderdeel van het Blue Origins herbruikbare boostersysteem, waarmee het ruimtevaartuig moet opnieuw vliegen in plaats van na één missie te worden weggedaan, zoals het geval is met de Russische Sojoez.

Natuurlijk hebben niet alle commerciële ruimtevluchtinspanningen het ISS als hun bestemming. Virgin Galactic is meer geïnteresseerd in het volgen van de toeristenmarkt. 2013 was het jaar dat Sir Richard Branson's SpaceShipTwo suborbital sightseeing-vaartuigen succesvolle tests uitvoerden terwijl het bedrijf zich opmaakt voor het vervoeren van de eerste betalende passagiers. Het bedrijf vond zelfs de tijd om een ​​contract te tekenen met het Amerikaanse NBC-netwerk voor televisiedekking van SpaceShipTwo's eerste vlucht.

De zoektocht naar het leven

De vraag of het leven al dan niet elders in het universum bestaat, had dit jaar een beetje meer licht als wetenschappers op zoek waren naar bewijsmateriaal in het zonnestelsel en daarbuiten. Dicht bij huis (geef of neem honderd miljoen mijl), zorgde Mars voor een gemengde tas met betrekking tot het leven op de Rode Planeet, met een teleurstellende vondst die na bijna elke optimistische ontdekking op de hielen zat.

Dit jaar voltooide NASA 's Curiosity rover zijn ingebruikname en vestigde zich tot maanden van verkenning. Op 6 februari voerde de nucleair aangedreven ontdekkingsreiziger de eerste boren uit die ooit op Mars waren geprobeerd en op 9 februari verzamelde hij zijn eerste boormonster. Deze boringen zijn essentieel om naar tekenen van het verleden of het heden te zoeken, omdat de oppervlaktemilieu van Mars te vijandig is om te kunnen bestaan, dus wetenschappers moeten monsters binnen basismaterialen zoeken.

Een spannend kenmerk van Curiosity's eerste booroperatie was dat onder het dode, roodachtige oppervlak van de John Klein-rots waar het monster werd genomen, er een grijs interieur was dat het niet hard oxiderend, zuur of extreem zout was. De aanwezigheid van calciumsulfaat geeft aan dat de rotsen neutraal of licht alkalisch zijn. Bovendien duidt het ontbreken van oxiderende chemicaliën erop dat het binnenste van de rotsen een veel steilere energiegradiënt hebben, die het leven zou kunnen bekrachtigen.

Dat heeft misschien de hoop op het vinden van leven opgeroepen, maar in september riep nieuwsgierigheid de hoop op het vinden van enig leven op Mars in toen het geen methaan op de planeet ontdekte na meer dan een jaar van uitgebreide testen met behulp van de Monsteranalyse in het Mars (SAM) laboratorium. Aangezien methaan een belangrijke indicator is voor de aanwezigheid van biologische activiteit, stelt de afwezigheid ervan vraagtekens bij het idee dat er vandaag het leven op Mars kan zijn.

Aan de andere kant vonden Curiosity en NASA's Mars Reconnaissance Orbiter veelbelovende tekenen van overvloedig water op Mars in zijn oude verleden. De Orbiter vond nieuw bewijs van een natte ondergrondse omgeving die ooit op de Rode Planeet bestond. Met behulp van de Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer voor Mars (CRISM) onderzocht de orbiter de vloer van McLaughlin Crater op het noordelijk halfrond van de planeet en vond hij het bewijs van de vorming van carbonaten en klei in een meer met grondwater in het verleden.

Als je eenmaal buiten het zonnestelsel bent, is de zoektocht naar het leven meer een zoektocht naar onroerend goed. Dat komt omdat de eerste stap naar het vinden van leven op andere werelden het vinden van andere werelden is. Om specifiek te zijn, heb je rotsachtige werelden nodig ter grootte van de aarde waar de temperatuur niet te warm of te koud is om vloeibaar water te laten bestaan. Dit staat bekend als de bewoonbare zone of Goldilocks-zone.

Het grootste wapen in deze jacht is NASA's Kepler-ruimtetelescoop. Voordat de uitgebreide missie werd afgebroken vanwege het verlies van een paar reactiewielen, vond de sonde op de planeet honderden extrasolarplaneten en duizenden kandidaten.

In april kondigde NASA aan dat Kepler twee planetaire systemen had ontdekt met de kleinste planeten die nog in de bewoonbare zone liggen; inclusief drie super-aarde grootte planeten. Een daarvan is een exoplaneet met een bewoonbare oppervlakte die het dichtst bij de grootte van de aarde ligt en toch is ontdekt.

Kepler kon niet alleen aantonen dat potentieel bewoonbare planeten bestaan, maar iets van hun aard. Astronomen gebruikten bijvoorbeeld gegevens van de ruimtetelescopen Kepler en Spitzer van NASA om de eerste wolken in kaart te brengen die op een extrasolaire planeet waren ontdekt.

Hoeveel van de 200 miljard sterren in onze melkweg hebben potentieel bewoonbare planeten? Kepler heeft ons daar ook een idee van gegeven. University of California Berkeley en astronomen van de Universiteit van Hawaii hebben een studie uitgevoerd met behulp van gegevens van Kepler om een ​​deel van het antwoord te geven, dat een op de vijf zonachtige sterren planeten van aardformaat kan hebben die het leven kunnen ondersteunen.

De maan

In de afgelopen jaren is de houding van de Aarde ten opzichte van de maan een beetje zoals New Yorkers in de richting van het Vrijheidsbeeld geweest; ze weten dat het er is, maar het kan niet de moeite waard zijn om het te bezoeken. Dat veranderde in 2013, toen China zijn groeiende ruimtespier liet buigen toen de Chang 'e-3 maanlander op 14 december landde. Aan boord van het onbemande vaartuig was de Yu Tu (Jade Rabbit) robotachtige maanrover, die momenteel de bezienswaardigheden ziet van Mare Imbrium. Het is niet alleen de eerste maanlanding van China, maar de eerste door welk land dan ook, afgezien van de impact, sinds de Sovjet Luna 24-missie in 1976. Het is ook de eerste Lunar rover sinds Lunokhod 2 in 1973.

robots

Het ISS is de thuisbasis van een verrassend aantal robots, van vliegende ballen tot gigantische robotarmen voor het jongleren met binnenkomend en uitgaand ruimtevaartuig, maar sommige nieuwkomers lijken meer op George Lucas, die een hand had in hun ontwerp. Een daarvan is Toyota's Kirobo-robot; een schattige kleine automaat die in augustus aan boord van het ruimtestation arriveerde en groeten naar de aarde stuurde in het Japans, vertaald als "Op 21 augustus 2013 deed een robot een kleine stap naar een betere toekomst voor iedereen. "

Een groter en op het eerste gezicht angstaanjagend robotpersoneel op het ISS is Robonaut 2, een mensachtige robot - of beter gezegd, de helft van een robot, omdat het een torso is die met een stang is vastgeschroefd. Het heeft het hele jaar door tests op het station uitgevoerd en nu heeft NASA er een paar benen van gemaakt. Wanneer deze begin volgend jaar worden geïnstalleerd, kan Robonaut zelfstandig door het station gaan.

3d printen

Voor iedereen, van hobbyist tot industrieel, was 3D-printen het modewoord van 2013. Het is dan ook niet verrassend dat deze technologie de aandacht trok van ruimtetechnici voor wie het idee om een ​​component in een omloopbaan af te drukken veel beter is dan door de problemen van het verzenden te gaan een reserve van de aarde. Dit jaar werd een 3D-printer die compatibel is met een gewichtloze omgeving door de NASA goedgekeurd om in 2014 naar het ISS te vliegen voor tests. Om niet achter te blijven, stuurt de ESA een van zijn eigen onderdelen die metalen onderdelen kunnen afdrukken.

Voor de aardgebonden ingenieur in de ruimte is 3D-printen van raketcomponenten snel van het laboratorium naar de werkvloer gemigreerd. De technologie is zo ver gekomen in een zo korte tijd dat zelfs studenten aan de Universiteit van Californië, San Diego een metalen raketmotor hebben gebouwd en de eerste hete brandtest hebben uitgevoerd van een gedrukte vloeistofgevoede metalen raketmotor door een universiteit in de Verenigde Staten. wereld.

Lanceerinrichtingen en voortstuwingssystemen

Het grootste obstakel dat te maken heeft met ruimtevaart, is het bedenken van een voortstuwingssysteem dat in staat is om ladingen op hoge snelheid te verplaatsen voor weinig kosten. In 2013 klokte één mededinger, de ionenstuwer, 48.000 uren, of vijf en een half jaar, van ononderbroken verrichting. Ontwikkeld onder het evolutionaire Xenon Thruster (NEXT) -project van de NASA, heeft de motor nu het record voor de langste testduur van elk type ruimtevoortstuwingssysteem.

Een raket die meer dan vijf jaar kan vuren lijkt misschien indrukwekkend, maar hoe zit het met het wegwerken van de raket in zijn geheel en het gooien van payloads in een baan? HyperV Technologies Corporation uit Chantilly, Virginia onthulde zijn versie van dit idee met een "mechanische hypervesnelheidsmassac accelerator " genaamd de Slingatron.

Zoals de naam al zegt, werkt het op het principe van een katapult en door middel van ultrasnelle draaiingen. Als het ooit wordt gebouwd, kan het de kosten voor het verkrijgen van payloads in de ruimte drastisch verlagen. Verwacht echter geen ticket op één te boeken. Het systeem produceert G-krachten die zo sterk zijn dat ze van passagiers paté zouden maken.

Aan de andere kant van de schaal bevindt zich een elegant, klein systeem dat is getest in het ISS. Het wordt het resonante inductieve near-field-generatiesysteem (RINGS) genoemd en gebruikt magnetische velden om ruimtevaartuigen te verplaatsen als een manier om de levensduur te verlengen en het vliegen in satellietevorm praktischer te maken. Precies hoe praktisch het blijkt te zijn, is een vraag voor ingenieurs, maar het zien van een paar, nou ja, ringen die rondzweven in een kosmisch ballet zou een bezienswaardigheid zijn die het bekijken waard is.

Dit alles is een goed voorteken voor 2014, dat ongetwijfeld zal blijven verbazen en inspireren degenen van ons die op vaste grond staan ​​met één oog op de hemel.

Cygnus docking met het ISS (Afbeelding: NASA)

Robonaut 2 met zijn nieuwe benen (Afbeelding: NASA)

Blue Origins engine firing (Afbeelding: Blue Origins)

Artist's concept van Kepler (Afbeelding: NASA)

Artist's concept van Curiosity (Afbeelding: NASA)

Labdemonstratie van de afstembare laserspectrometer gebruikt om methaan op Mars te detecteren (afbeelding: NASA / JPL-Caltech)

Ion thruster test (Afbeelding: NASA)

SpaceShipTwo (Afbeelding: Virgin Galactic)

Aarde gezien vanaf Apollo 8 (Afbeelding: NASA)

Antares nadert het lanceerplatform (Afbeelding: NASA)

Artist's concept van Chang 'e 3 (afbeelding: CNSA)

Dragon docking met het ISS (Image: NASA)

Made in Space 3D-printer ondergaat parabolische vliegproeven (Afbeelding: Made in Space)

Slingatron (afbeelding: HyperV Technologies)

Sprinkhaan opstijgen (Afbeelding: SpaceX)

Kirobo (afbeelding: Toyota)

Dream Chaser (afbeelding: Sierra Nevada Corporation)

De Chelyabinsk-meteoor (Afbeelding: NASA / M. Ahmetvaleev)

Artitst 's impressie van Voyager 1 (Afbeelding: NASA)

RINGS ondergaan parabolische testen (Afbeelding: NASA)

Kunstenaarsconcept van de Mars Reconnaissance Orbiter (afbeelding: NASA / JPL)

Gizmag blikt terug op de hoogtepunten van de ruimte van 2013