Tuesday, 17 Jul 2018

La NASA sta cercando di capire come gestire i rifiuti per le missioni a lungo termine nello spazio profondo

La vita a bordo della Stazione Spaziale Internazionale è caratterizzata da un’attenta pianificazione ed è improntata alla massima economia ed efficienza. Gli astronauti che si alternano a bordo fanno affidamento su una media di 12 tonnellate di materiali di consumo all’anno che vengono spediti alla stazione dalla Terra ma producono anche alcune tonnellate di rifiuti. Questa spazzatura deve essere stoccata con cura negli appositi spazi poi essere rispedita sulla Terra attraverso le navette di collegamento.

Questo sistema funziona bene per una stazione in orbita. Ma che dire delle future navicelle spaziali che dovranno condurre missioni di lunga durata sulla Luna o verso Marte, gli asteroidi o le lune di Giove e Saturno? Queste astronavi non avranno il lusso di poter reinviare a Terra la spazzatura e, non volendo gettarla nello spazio, potrebbe configurarsi un problema di gestione dei rifiuti.

A tale scopo, la NASA si sta rivolgendo ai suoi partner nel settore commerciale per sviluppare concetti per i sistemi di compattazione e elaborazione dei rifiuti (TCPS). In una sollecitazione rilasciata tramite Next Space Technologies for Exploration Partnerships ( NextSTEP ), la NASA ha recentemente pubblicato un annuncio che richiede la progettazione di prototipi e la loro realizzazione per eventuali test sulla ISS.

La Stazione Spaziale Internazionale (ISS), vista qui con la Terra come sfondo. Credito: NASA

I dettagli della proposta sono stati descritti nell’Appendice F dell’Annuncio dell’Agenzia, intitolata “Logistics Reduction in Space by Trash Compaction and Processing System“:

“NASA’s ultimate goal is to develop capabilities to enable missions that are not reliant on resupply from Earth thus making them more sustainable and affordable. NASA is implementing this by employing a capability-driven approach to its human spaceflight strategy. The approach is based on developing a suite of evolving capabilities that provide specific functions to solve exploration challenges. These investments in initial capabilities can continuously be leveraged and reused, enabling more complex operations over time and exploration of more distant solar system destinations.”

il problema di stoccare la spazzatura all’interno di un’astronave è una sfida seria. Non solo consuma spazio prezioso, ma può anche creare pericoli fisici e biologici per l’equipaggio. Memorizzare i rifiuti significa anche che le risorse rimanenti non possono essere riutilizzate o riciclate. Insomma, la NASA è alla ricerca di soluzioni che compattino la spazzatura, eliminino i rischi biologici e fisici e recuperino risorse per un uso futuro.

A tal fine, stanno cercando idee e tecnologie per un TCPS in grado di operare sulle future generazioni di astronavi. Come parte della Advanced Logation Systems (AES) di Habitat’s Logistics Reduction (LR), il TCPS fa parte dell’obiettivo più ampio della NASA di identificare e sviluppare tecnologie che riducano la massa logistica, il volume e il tempo che l’equipaggio dedica alla gestione logistica.

‘Heat Melt Compactor (HMC) della NASA, un dispositivo che recupera l’acqua residua dalla spazzatura dell’astronauta e compatta la spazzatura per ridurne il volume. L’caua residua potrebbe anche essere utile per creare uno scudo alle radiazioni ionizzanti. Credito: NASA

Gli obiettivi del TCPS, come indicato nell’appendice, sono quattro:

“(1) compattazione dei rifiuti in una forma adatta per un’efficiente conservazione a lungo termine; (2) trattamento sicuro della spazzatura per eliminare e / o ridurre il rischio di attività biologica; (3) stabilizzare la spazzatura fisicamente, geometricamente e biologicamente; e (4) gestire gli effluenti gassosi, acquosi e particolati. Il TCPS sarà il primo passo verso lo sviluppo e il collaudo di un’unità completamente integrata per ulteriori missioni di esplorazione e futuri veicoli spaziali. “

Lo sviluppo avverrà in due fasi. Nella Fase A, le aziende selezionate creeranno un sistema TCPS di concetto, condurranno le revisioni del design con la NASA e le convalideranno attraverso dimostrazioni di prototipi di terra. Nella fase B, un sistema sarà preparato per il trasporto verso la ISS in modo che si possa effettuare un test di efficienza a bordo della stazione già nel 2022.

Le varie aziende interessate a presentare proposte non lavoreranno al buio, poiché la NASA ha sviluppato sistemi di gestione dei rifiuti sin dagli anni ’80. Questi includono sviluppi recenti come l’ esperimento Heat Melt Compactor (HMC), un dispositivo che recupererà l’acqua residua dai rifiuti organici degli astronauti e dalla spazzatura compatta per fornire una riduzione del volume (o forse uno scudo alle radiazioni ionizzanti).

Il veicolo di trasferimento H-II Kounotori2 (HTV-2), dopo dopo l’immagazzinamento della spazzatura dell’ISS, viene spostato dalla stazione spaziale dal Canadarm 2 per attendere l’arrivo della missione STS-133 dello Space Shuttle Discovery. Credito: NASA

Altri esempi includono le tecnologie “trash to gas“, che sono attualmente perseguite nell’ambito del progetto di riduzione e reimpiego della logistica (LRR). Usando l’HMC, questo processo comporta la creazione di gas metano dalla spazzatura per produrre propellente per razzi. Insieme, queste tecnologie non solo consentirebbero agli astronauti impegnati in voli spaziali di lunga durata di spazio a bordo ma permetterebbero anche di estrarre risorse utili dalla spazzatura.

Fonte: universetoday.com

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