Das Leben an Bord der Internationalen Raumstation ist geprägt von sorgfältiger Arbeit und Effizienzmaßnahmen. Astronauten sind nicht nur auf durchschnittlich 12 Tonnen Vorräte pro Jahr angewiesen, die von der Erde zur Station transportiert werden, sondern produzieren auch einige Tonnen Müll. Dieser Müll muss sorgfältig gelagert werden, damit er sich nicht ansammelt, und wird dann mit Nutzfahrzeugen an die Oberfläche zurückgeschickt.
Dieses System funktioniert gut für eine Station im Orbit. Aber was ist mit Raumfahrzeugen, die Langzeitmissionen durchführen? Diese Schiffe werden nicht den Luxus haben, sich mit einer regelmäßigen Trittfrequenz von Handelsschiffen zu treffen, die Vorräte abgeben und ihren Müll wegbringen. Um dies zu beheben, untersucht die NASA mögliche Lösungen für den Umgang mit Weltraummüll für Weltraummissionen.
Zu diesem Zweck wendet sich die NASA an ihre Partner im kommerziellen Sektor, um Konzepte für Müllverdichtungs- und -verarbeitungssysteme (TCPS) zu entwickeln. In einer Aufforderung der Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP) veröffentlichte die NASA kürzlich eine Ankündigung der Board Agency, in der die Erstellung von Prototypen und schließlich Flugdemonstrationen für die ISS gefordert wurden.
Die Einzelheiten des Vorschlags wurden in Anhang F der Ankündigung der Board Agency mit dem Titel „Logistische Reduzierung des Platzbedarfs durch Müllverdichtungs- und -verarbeitungssystem“ beschrieben. Wie sie in diesem Abschnitt angeben:
„Das ultimative Ziel der NASA ist es, Fähigkeiten zu entwickeln, die Missionen ermöglichen, die nicht auf die Versorgung mit der Erde angewiesen sind, und sie so nachhaltiger und erschwinglicher zu machen. Die NASA setzt dies um, indem sie einen fähigkeitsorientierten Ansatz für ihre Strategie zur bemannten Raumfahrt anwendet. Der Ansatz basiert auf der Entwicklung einer Reihe sich entwickelnder Funktionen, die spezifische Funktionen zur Lösung von Explorationsherausforderungen bereitstellen. Diese Investitionen in anfängliche Fähigkeiten können kontinuierlich genutzt und wiederverwendet werden, was komplexere Operationen im Laufe der Zeit und die Erkundung entfernterer Ziele des Sonnensystems ermöglicht. “
Wenn es darauf ankommt, ist die Lagerung von Müll in einem Raumschiff eine ernsthafte Herausforderung. Es verbraucht nicht nur wertvolles Volumen, sondern kann auch physische und biologische Gefahren für die Besatzung verursachen. Das Speichern von Müll bedeutet auch, dass übrig gebliebene Ressourcen nicht wiederverwendet oder recycelt werden können. Insgesamt sucht die BAA-Werbung nach Lösungen, die Müll verdichten, biologische und physikalische Gefahren beseitigen und Ressourcen für die zukünftige Verwendung zurückgewinnen.
Zu diesem Zweck suchen sie nach Ideen und Technologien für ein TCPS, das auf zukünftigen Generationen von Raumschiffen eingesetzt werden kann. Als Teil der Logistikreduzierung (LR) von Advanced Exploration Systems (AES) Habitat ist das TCPS Teil des größeren Ziels der NASA, Technologien zu identifizieren und zu entwickeln, die die logistische Masse, das Volumen und die Zeit reduzieren, die die Besatzung dem Logistikmanagement widmet.
Die Ziele des TCPS sind, wie im Anhang angegeben, vierfach:
„(1) Müllverdichtung zu einer geeigneten Form für eine effiziente Langzeitlagerung; (2) sichere Verarbeitung von Müll, um das Risiko biologischer Aktivität zu beseitigen und / oder zu verringern; (3) den Müll physikalisch, geometrisch und biologisch stabilisieren; und (4) gasförmige, wässrige und teilchenförmige Abwässer verwalten. Das TCPS wird der erste Schritt zur Entwicklung und Erprobung einer vollständig integrierten Einheit für weitere Explorationsmissionen und zukünftige Raumfahrzeuge sein. “
Die Entwicklung erfolgt in zwei Phasen. In Phase A werden ausgewählte Unternehmen ein TCPS-Konzeptsystem erstellen, Entwurfsprüfungen mit der NASA durchführen und diese durch Prototyp-Bodendemonstrationen validieren. In Phase B wird ein System für den Transport zur ISS vorbereitet, damit bereits 2022 keine Demonstration an Bord der Station stattfinden kann.
Die verschiedenen Unternehmen, die Vorschläge einreichen, werden nicht im Dunkeln arbeiten, da die NASA seit den 1980er Jahren Abfallmanagementsysteme entwickelt. Dazu gehören jüngste Entwicklungen wie das Heat Melt Compactor (HMC) -Experiment, ein Gerät, das Restwasser aus dem Müll und dem kompakten Müll des Astronauten zurückgewinnt, um die Volumen zu reduzieren (oder möglicherweise einen Schutzschild für ionisierende Strahlung).
Weitere Beispiele sind die „Trash to Gas“ -Technologien, die derzeit im Rahmen des Projekts zur Reduzierung und Umnutzung von Logistik (LRR) verfolgt werden. Bei Verwendung der HMC wird bei diesem Verfahren Methangas aus Müll erzeugt, um Raketentreibmittel herzustellen. Zusammen würden diese Technologien nicht nur Astronauten auf Langzeit-Raumflügen ermöglichen, Platz zu sparen, sondern auch nützliche Ressourcen aus ihrem Müll extrahieren.
Die NASA plant, am 24. Juli einen Branchentag auszurichten, um potenziellen Industriepartnern genau mitzuteilen, wonach sie suchen, verfügbare NASA-Einrichtungen zu beschreiben und Fragen potenzieller Befragter zu beantworten. Offizielle Vorschläge von aufstrebenden Partnern sind bis spätestens 22. August 2018 fällig, und welche Vorschläge auch immer den Schnitt machen, sie werden im kommenden Jahrzehnt auf der ISS getestet!
