在17世纪首次开发的能源可以推动下一代小行星漏斗

想象一下，由蒸汽而不是燃料驱动的航天器，能够从太空岩石跳到太空岩石并提取足够的水来为其飞行提供动力 - 理论上永远如此。

这种太空时代的蒸汽动力听起来像是儒勒凡尔纳的小说，但是美国科学家已经把它变成了现代的现实。

中佛罗里达大学(UCF)和帕萨迪纳私人航天公司Honeybee Robotics之间的合作刚刚成功测试了蒸汽动力航天器。

被称为世界不够的(WINE)，这种小型探测车被设计用于从小行星或其他行星体中提取水，并利用它产生足够的蒸汽将其推向下一个目标。

“我们有可能利用这项技术跳上月球，Ceres，欧罗巴，泰坦，冥王星，水星两极，小行星 - 任何有水和足够低重力的地方，”UCF行星研究员Phil Metzger说。“这些宇宙飞船将成为探险家。”

燃料对每个太空任务来说都是一个巨大的挑战 它体积大而且重，工艺必须有自己有限的供应。但是，如果一辆车可以利用现有的太空资源，那么每个小行星都可能成为一个潜在的进站，并且太空探索的可能性也会爆炸。

“像葡萄酒一样的宇宙飞船有可能改变我们探索宇宙的方式，”Honeybee副总裁克里斯·扎克尼说。

“我们知道在小行星和月球上有很多水被隔离，我们知道它可以转化为火箭燃料，”梅茨格说。“但它会更简单，因此如果我们只是用这种水进行蒸汽推进，就会采取更小的步骤。”

该项目由NASA资助，作为其小企业技术转让计划的一部分。Metzger投入了大量的工作，为航天器开发了必要的计算机建模和仿真，验证了蒸汽推进过程可以在屏幕外工作。然后，Honeybee Robotics - 在佛罗里达州Embry-Riddle航空大学的研究人员的帮助下 - 制造了一个微波大小的原型。

在2018年的最后一天，航天器在充满模拟小行星土壤的真空罐中进行试验。

根据Metzger的说法，示威活动“令人敬畏”。

“WINE成功地开采了土壤，制造了火箭推进剂，并从模拟物中提取的蒸汽射流上发射。”

水的提取是一个简单的过程 - 工艺钻入土壤，加热直到水作为蒸汽上升，然后被捕获和冷冻。

太阳能电池板为加热过程提供能量。对于远离太阳的目标，WINE可以使用小型放射性同位素衰变单位。

但是，虽然蒸汽推进确实提供了大量的推力，但它并不是最有效的推进剂。

对于长途飞行任务，蒸汽可能必须通过更高效率，更低推力系统或太阳帆来增强。这将允许航天器实现更大的速度，而蒸汽推进系统将允许其在周围操纵并落在目标体上。

另一个挑战是葡萄酒高度依赖其环境，而不是每个太空岩石都含有水。如果一个蒸汽动力航天器降落在一个炎热的小行星上，这可能意味着任务的结束。

幸运的是，梅茨格说，“我们已经有了一个非常好的想法，小行星只需通过望远镜观察从其表面反射的光线就可以得到水，随着探矿的进行，我们将成为更好的专家，找到'湿'并避免'干''。

从理论上讲，通过精心挑选的进站，WINE可以永远向前行进 - 或者至少在硬件断裂或其放射性同位素能源耗尽之前。这与目前的航天器形成鲜明对比，现有航天器的燃料供应寿命有限。

“每当我们失去我们花费大量时间和金钱投入建设并将航天器送到目标时，”梅茨格说。“WINE的设计永远不会耗尽推进剂，因此探索成本会更低。它还使我们能够在更短的时间内探索，因为我们不必等待多年，因为每次都有新的太空船从地球出发。“

该团队目前正在寻求合作伙伴继续开发该项目，同时致力于相关技术的开发。

梅茨格总结道：“有许多方法可以利用太空资源，这种太空未来令人兴奋。