Livet ombord på den internationale rumstation kan snart være afgjort sjovere. Astronauter er ved at høste deres første lille salatafgrøde, og en italiensk-fremstillet espressomaskine er planlagt til levering i november. Og hvis alt går efter planen, kan rumstationen endda blive mindre trange inden næste sommer takket være et tilføjelsesmodul bygget af Bigelow Aerospace.
Tilsætningen ser dog ikke ud som resten af stationen: Det er et (meget sofistikeret) oppusteligt modul med en fleksibel skal.
Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) vil være det første ikke-stive, udvidelige rummodul, der huser menneskelige beboere. BEAM er planlagt til at ankomme, deflateret og kompakt, ombord på den ottende SpaceX ISS fragtforsyningsmission i 2015. Når først den er fastgjort til ISS af den robuste Canadaarm2, vil BEAM pumpes op til et rum på 13 til 11 fod, og astronauter vil begynde en planlagt to-årig, NASA-støttet test. Navnlig er NASA interesseret i, hvordan strukturen kan modstå ting som hits fra mikro-meteorer og stråling sammenlignet med mere traditionelle stive, primært metalstrukturer, som ISS selv.
Uden en stiv ramme er naturligvis skrøbelighed og luft lækager en bekymring. Men skalet fra BEAM er bygget mindre som en ballon og mere som et tykt dæk indpakket i en Kevlar-lignende vest. Michael Gold, direktør for DC-operationer og forretningsvækst i Bigelow Aerospace, siger BEAMs fleksible karakter er en del af grunden til, at det kunne byde på store fordele.
I modsætning til stive strukturer som ISS, er BEAM bedre egnet til at tjene mange af NASAs næste generations behov: Det kan skræddersys til specialiserede aktiviteter eller missioner - f.eks. Som træningsplads eller et sted for astronatus til at udføre eksperimenter - og kan forbindes sammen for at danne endnu større strukturer. Mere intern lydstyrke betyder også mere plads til forsyninger.
Måske er den vigtigste fordel ved BEAM og Bigelow Aerospace's andre designs dog, at deres lanceringsfodaftryk er ret lille og let på kun 3.000 pund, hvilket gør det meget billigere at lancere end stive strukturer i lignende størrelse.
Til sammenligning er den samlede vægt af ISS 925.000 pund - eller det ville være, hvis den sad på jorden, snarere end i kredsløb.
"Ikke kun vil vi beskytte dig mod asteroider og stråling, " siger Guld, "men [også] mod en meget større trussel, som er budgetnedskæringer. Vores teknologi kan implementeres til en brøkdel af omkostningerne ved traditionelle systemer. ”
Idet NASA og internationale rumfartsbureauer stræber efter at bevæge astronauter mod Mars og videre, mens de står over for budgetkampe tilbage på Jorden, er det at finde ud af, hvordan man gør mere med mindre, en af de mest nødvendige innovationer inden for moderne rumforskning.
Virksomheden har allerede testet BEAMs koncepter i kredsløb med tidligere (og noget mindre) Genesis I- og Genesis II-håndværk, som blev lanceret og testet i 2006 og 2007 ombord i konverterede sovjet-æra atomraketeter.
Denne nye runde BEAM-test vil dog være den første med menneskelige astronauter indeni. NASA tester i øjeblikket BEAM-modulet på jorden, både med Bigelow og med uafhængige materialetestere, for at forstå, hvordan dets materialer strækker sig og fastholder form over tid, samt præcist, hvordan strukturerne svigter, når de skubbes forbi deres grænser.
Ideen om at bruge ikke-stive materialer til strukturer i rummet har eksisteret i årtier. NASA har designet og testet konceptet på jorden, men BEAM-modulet vil være den første ikke-metaliske, fleksible struktur, der testes i rummet af astronauter. Menneskelig test sker endelig nu, fordi NASA ser på måder at få folk til Mars og andre fjerntliggende destinationer, hvilket vil kræve større rumfartøjer og en større besætningskapacitet.
Jason Crusan, direktør for avancerede efterforskningssystemer ved NASA, siger, at når BEAM-modulet er installeret på ISS næste sommer, måler det, hvordan modul lækager vil være en af de primære bekymringer.
”Alt lækker på et tidspunkt, også vores solide, stive strukturer, ” siger Crusan. ”Der er punkter og sæler og sådan, og forståelse af, hvordan disse måske eller måske ikke lækker over tid og [med BEAM], vil være virkelig vigtige for os.”
Crusan siger også, at indersiden af BEAM vil være udstyret med sensorer til temperatur-, mikro-meteor-påvirkninger og stråling, hvilket skulle hjælpe NASA med bedre at forstå, på hvilke måder ikke-stift rumfartøj er mere eller mindre farlige for astronauter over lang tid .
Hvordan det bløddækkede modul reagerer på stråling er også en bekymring for NASA. Men dette kan være et andet område, hvor anvendelse af en ikke-stiv, for det meste ikke-metalstruktur, giver en betydelig fordel.
”Når [metalliske strukturer er ramt af en strålingspartikel, bliver den ene partikel opdelt i mange, ” siger Crusan. "Bløde gode strukturer [som BEAM] har ikke metal i sig, så din ene partikel forbliver en højenergipartikel og passerer lige igennem."
I teorien skulle BEAMs lille, oppustelige struktur derfor betyde færre, mere koncentrerede strålingsangreb, der passerer gennem modulet, snarere end en spray af mange mere mindre magtfulde, dog stadig potentielt skadelige partikler som dem, som astronauter udsættes for på ISS og andre metalbeskyttede rumfartøjer.
BEAM-modulet og dets efterfølgere (virksomheden arbejder også på mere avancerede, større strukturer, ligesom den 330-kubikmeter store BA 330) kan være kritisk for NASAs fremtidige planer, når mennesker våger sig længere ud i rummet.
NASA er langt med at udvikle et næste generations lanceringskøretøj, Space Launch System eller SLS, samt en ny kapsel, Orion. Begge forventes at foretage deres første lancering i 2017 og bør ligesom BEAM bidrage til at gøre større fremskridt i rummet.
”Den næste komponent, som vi har brug for i kredsløb, er noget, der forlænger Orions varighed ud over dets varighed på mindre end 30 dage og fire-personers besætning til længere og længere perioder, ” siger Crusan, “og det vil være en form for begrænset levested.”
Hvis testene går som planlagt, kan den fleksible, modulære, lave omkostning af BEAM og andre fremtidige moduler som det kunne danne de begrænsede levesteder, som astronauter har brug for på den lange rejse til Mars og videre.
