Levitazione flessibile su pista (FLOAT)

Levitazione flessibile su pista (FLOAT)
Levitazione flessibile su pista (FLOAT)
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Ethan Schaler
Laboratorio di propulsione a reazione della NASA

Vogliamo costruire il primo sistema ferroviario lunare, che fornirà un trasporto di carico utile affidabile, autonomo ed efficiente sulla Luna. Un sistema di trasporto robotizzato durevole e di lunga durata sarà fondamentale per le operazioni quotidiane di una base lunare sostenibile nel 2030, come previsto nel piano Moon to Mars della NASA e nei concetti di missione come Robotic Lunar Surface Operations 2 (RLSO2), per:

— Trasporto di regolite estratta per materiali di consumo ISRU (H2O, LOX, LH2) o costruzioni

— Trasportare carichi utili attorno alla base lunare e da/verso zone di atterraggio o altri avamposti

Offriamo lo sviluppo di FLOAT (Flexible Levitation on a Track) per soddisfare queste esigenze di trasporto.

Il sistema FLOAT impiega robot magnetici non alimentati che levitano su un binario di pellicola flessibile a 3 strati: uno strato di grafite consente ai robot di fluttuare passivamente sui binari utilizzando la levitazione diamagnetica, uno strato di circuito flessibile genera una spinta elettromagnetica per spingere in modo controllabile

robot lungo i binari e uno strato di pannelli solari a film sottile opzionale genera energia per la base quando è esposta alla luce del sole. I robot FLOAT non hanno parti mobili e levitano sulla pista per ridurre al minimo l’abrasione/usura della polvere lunare, a differenza dei robot lunari con ruote, gambe o cingoli.

I binari FLOAT si srotolano direttamente sulla regolite lunare per evitare importanti costruzioni in loco, a differenza delle strade, ferrovie o funivie convenzionali. I singoli robot FLOAT saranno in grado di trasportare carichi utili di varia forma/dimensione (>30 kg/m^2) a velocità utili (>0,5 m/s) e un sistema FLOAT su larga scala sarà in grado di spostarsi fino a 100.000 secondi kg di regolite/carico utile per più chilometri al giorno. FLOAT funzionerà in modo autonomo nell’ambiente lunare polveroso e inospitale con una preparazione minima del sito, e la sua rete di binari potrà essere arrotolata/riconfigurata nel tempo per soddisfare i requisiti in evoluzione della missione della base lunare.

Nella Fase 2, continueremo a eliminare i rischi legati alla produzione, all’implementazione, al controllo e al funzionamento a lungo termine di robot su scala metrica/binari su scala chilometrica che supportano le attività di esplorazione umana (HEO) sulla Luna, realizzando quanto segue compiti chiave:

— Progettare, produrre e testare una serie di prototipi di robot/cingoli su scala ridotta, culminando con una dimostrazione in un banco di prova analogico lunare (che include il test di varie strategie di preparazione del sito e di distribuzione del tracciato)

— Studiare l’impatto degli effetti ambientali (ad esempio temperatura, radiazioni, carica, regolite lunare che simula la contaminazione, ecc.) sulle prestazioni e sulla longevità del sistema

— Esaminare/definire una tabella di marcia tecnologica per colmare le lacune tecnologiche e maturare la capacità di produzione di hardware critico (ad esempio, array magnetici di ampia area con domini magnetici su scala mm e circuiti stampati flessibili di ampia area).

— Continuare a perfezionare le simulazioni dei progetti del sistema FLOAT con maggiore fedeltà, per fornire stime di prestazione migliorate nell’ambito del concetto di missione RLSO2 Sfrutteremo anche questi prototipi su scala ridotta per esplorare opportunità per dimostrazioni tecnologiche successive su voli suborbitali (tramite Opportunità di volo / TechFlights) o demo della tecnologia lunare (tramite lander LSII/CLPS)

Selezione Fase I 2024

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