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美国宇航局想要你的想法,如何让垃圾燃烧反应堆在未来的火星任务中继续工作!

放大字体  缩小字体 2024-12-03 04:25  浏览次数:24

2033年,美国国家航空航天局(NASA)希望通过首次载人火星任务,实现太空探索的下一个重大飞跃。每两年将有额外的任务发射,恰逢火星在“反对”(最接近地球),在火星表面建立一个研究前哨站。当然,许多挑战需要首先处理,如后勤、辐射防护、确保宇航员有足够的食物、水和空气。

这就提出了另一个非常重要的问题:如何处理由此产生的所有垃圾?为了解决这个问题,NASA再次与众包平台HeroX合作,以培育解决方案。已经发起了关于如何将太空垃圾转化为建筑材料和丢弃不可回收垃圾的新想法的竞赛,HeroX代表NASA锦标赛实验室(NTL)发起了垃圾到气体的挑战。

拿着3万美元的奖金,NASA希望听到你关于如何维护可用于长期任务的垃圾-气体反应堆的最佳想法。


NASA正在寻找补充 这是一种处理长期火星任务中产生的垃圾的解决方案。来源:美国国家航空航天局

简单地说,将宇航员送上火星将包括一些长时间的凌日,暴露在危险的辐射下,以及大量的补给。使用传统的推进技术,单程火星之旅可能需要6到9个月。再加上几个月的水面作业,这意味着一次载人任务可能会持续2到3年。在这些任务中,宇航员将产生大量的废物。

随着这些废物的累积,它们将在飞船上占据更多的体积(这已经是有限的),甚至可能对宇航员的健康构成危害。最终,宇航员有三种方法来防止垃圾在长期任务中堆积:

干燥、稳定、紧凑:这种方法可以去除垃圾中的水,减少垃圾的体积,并生产出可能对辐射防护有效的垃圾砖。 通过气闸丢弃垃圾:这种方法从栖息地移除所有的垃圾,但可能无法回收被丢弃的垃圾中的任何资源。 热降解 (Trash-to-Gas):这种方法将废物气化,产生可循环利用的水和气体 在船上或舷外通风。

除了它的其他挑战(废物到基地和丢弃发射器的挑战),垃圾到气体的挑战代表了NASA计划中有效处理太空垃圾的第三个方面。这一次,美国国家航空航天局正在寻找新的想法,以安全地从垃圾转化为气体的反应堆中清除灰烬,这些反应堆可能用于长期任务。这些反应堆收集常见的垃圾(食品包装、旧衣服、废料、胶带、包装等)并加热产生甲烷、氧气、水和其他产品。


火星上升飞行器部署样品公司 轨道集装箱(艺术家概念)。来源:美国国家航空航天局/姓名

这些气体可以排出以减少它们产生的质量负担,或在其他航天器系统(生命支持系统、生物反应器、饮用水、推进剂等)中重复使用。反应堆还会产生副产品灰,必须定期清除(以及在微重力条件下),以保持反应堆高效工作。正如HeroX首席执行官Kal K. Sahota在挑战新闻稿中所说:

比赛的总奖金为三万美元,将奖励三个设计概念,第一、第二和第三名的获胜者分别获得一万五千美元、一万美元和五千美元的奖金。获奖作品将是那些在微重力条件下安全清除垃圾转化为气体的反应堆中的灰烬的可操作性设计,以便在长期任务中使用。

该奖项面向任何国家以个人或团队身份参赛的年满18岁的人开放——前提是美国联邦政府不禁止参赛(有一些限制)。更多信息,请查看挑战页面!

进一步阅读:HeroX

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