Un tempo dominio esclusivo dei film e dei romanzi di fantascienza, il tema dell'esplorazione dello spazio profondo e della colonizzazione interplanetaria si è avvicinato di diversi passi alla realtà grazie ai grandi progressi dell'ingegneria aerospaziale, medicinale, e fisica.

L'invio di astronauti alla Stazione Spaziale Internazionale per missioni estese ha fornito una grande quantità di informazioni su come mantenere in vita gli esseri umani nel difficile ambiente dello spazio. Torna sulla terra, scienziati e ingegneri tentano di replicare le condizioni fuori dal mondo per testare i limiti per missioni più ambiziose.

Trovare la vita o trasportare la vita?

Gli scienziati del Dipartimento di Ingegneria Meccanica della CSU stanno lavorando con la NASA per capire come percorrere distanze maggiori in modo più sicuro e sostenibile nello spazio profondo.

Dal punto di vista di Chris McKay, scienziato planetario senior presso la NASA e rinomato astrobiologo, la ricerca di prove di vita presente o passata oltre la Terra potrebbe rappresentare un'origine separata della vita. Questo non sarebbe solo un salto nel soddisfare secoli di curiosità umana, ma potrebbe anche portare a progressi scientifici in medicina.

"Se dovessimo trovare un altro esempio di vita indipendente dalla vita sulla Terra, sapremmo che il numero di forme di vita nell'universo è almeno due, " disse McKay. "E se sono due, sono miliardi e miliardi. Tutto ciò che è vivo sarebbe fenomenale, ovunque, qualcosa di vivo, e anche se è morto, è ancora fenomenale!"

Al professore di ingegneria meccanica della CSU John Williams, l'argomento della vita su altri pianeti riguarda meno il trovarlo e più il consegnarlo.

"Non sapevo che credere che la Terra fosse viva, respirazione, l'organismo multicellulare aveva bisogno di un'ipotesi, ma ovviamente lo fa, perché una definizione importante di qualcosa che vive è che può replicarsi, "Ha detto Williams. "Per gli umani per spostare la Terra nel regno di divisione e replicare, dobbiamo creare una capacità per creare colonie al di fuori della Terra stessa".

Il problema della distanza

La tecnologia esiste per portarci nello spazio profondo ed è già stata utilizzata per diverse missioni tra cui andare sulla luna. La sfida è portare i suoi livelli di potenza per scalare per ordini di grandezza e capire quanto più grande, i sistemi più potenti funzioneranno nello spazio.

La tecnologia, la propulsione elettrica, è altamente efficiente nei consumi, invenzione continua a bassa spinta ideale per missioni nello spazio profondo. Richiede pochissimo propellente per manovrare gli oggetti da un punto all'altro rispetto alla propulsione a razzo convenzionale.

L'ultima iniziativa della NASA, Janus

Williams e il collega professore di ingegneria meccanica Azer Yalin svolgeranno un ruolo significativo in un nuovo istituto di ricerca spaziale della NASA, la Joint Advanced Propulsion Initiative (JANUS), per far progredire i test di terra della propulsione elettrica mentre osservano l'esplorazione umana dello spazio profondo.

Yalin è uno dei co-investigatori principali del progetto, mentre Williams servirà come investigatore principale generale della CSU e membro del comitato direttivo JANUS. L'istituto universitario, guidato da Georgia Tech, si unirà a quattro istituti NASA esistenti, e ricevere fino a $ 15 milioni in cinque anni. Il team è composto da 12 università e tre compagnie aerospaziali private.

Testare potenza e prestazioni

Stabilire un ambiente simile allo spazio sufficiente è fondamentale per valutare e prevedere il comportamento del sistema di propulsione ad alta potenza e garantire il successo della missione. Il team svilupperà strategie e metodi per superare i limiti nei test a terra dei sistemi di propulsione elettrica ad alta potenza e per migliorare la caratterizzazione dell'usura e delle prestazioni dei dispositivi. Useranno modelli basati sulla fisica, test del propulsore ad alta potenza, nuovo sviluppo diagnostico, ed esperimenti fondamentali.

Uno degli obiettivi di ricerca della CSU è utilizzare i laser per effettuare misurazioni precise del livello atomico dell'erosione dei propulsori, un importante processo limitante la vita che limita le missioni distanti. Per facilitare il trasporto e l'implementazione presso le strutture dei partner, il team della CSU svilupperà anche sistemi diagnostici portatili per completare le misurazioni laser ad alta fedeltà.

Il futuro dell'esplorazione dello spazio profondo

È mai esistita la vita su Marte? Potrebbe in futuro? Cosa troveremmo se andassimo più in profondità nello spazio?

Le opportunità che potrebbero essere offerte con la propulsione elettrica in scala e salvaspazio sono significative.

Il continuo, la tecnologia a bassa spinta della propulsione elettrica offre la possibilità di stabilire una flotta cargo interplanetaria per spostare enormi carichi utili e stabilire moduli sulla luna o in orbita dove gli esseri umani potrebbero vivere. Se i moduli fossero in grado di sostenere la vita, potrebbero essere trasformati in basi, fornendo stazioni di passaggio per gli astronauti per spostarsi più in profondità nello spazio.

Su una scala più ampia e più avanti nel futuro, le flotte potrebbero essere utilizzate per stabilire colonie umane preliminari su altri pianeti. Questo potrebbe essere un primo passo per determinare se la colonizzazione interplanetaria è un'opzione praticabile per la sopravvivenza degli umani, o come dice Williams, dividere e replicare.