Condición del hábitat inflable.

Cada año, el Desafío de Ideas Avanzadas, Innovadoras y Cambiantes (BIG) de la NASA invita a estudiantes innovadores a construir y demostrar conceptos que podrían beneficiar futuras misiones humanas a la Luna y más allá. El tema de este año es «Sistemas inflables para operaciones lunares», que pueden reducir significativamente la masa y el tamaño de las cargas útiles enviadas a la Luna.

Esto es fundamental para el programa Artemisa porque devuelve a los astronautas a la Luna por primera vez desde la era Apolo hace más de cincuenta años. También reducirá los costos de envío de cargas útiles a la Luna, Marte y otros destinos en el espacio profundo.

El BIG Idea Challenge está patrocinado por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA como parte de un esfuerzo de colaboración entre el programa Game Change Development (GCD) y la Oficina de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM) de la agencia. El concurso es administrado conjuntamente por el Instituto Nacional del Espacio (NIA) y el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins (JHUAPL) y está financiado por un GCD y un Proyecto Nacional de Becas y Subvenciones Espaciales. Como parte del desafío, equipos de cinco a 25 estudiantes y asesores docentes presentarán propuestas, y se seleccionarán de cinco a ocho finalistas para un mayor desarrollo.

A pesar de décadas de crecimiento y desarrollo, los mayores desafíos para enviar misiones tripuladas al espacio siguen siendo limitados en tamaño y masa. Nos guste o no, los lanzamientos todavía están sujetos a la ecuación del cohete, lo que crea un círculo vicioso en el que cargas útiles más grandes requieren más propulsor para liberarse de la gravedad de la Tierra. Esto a su vez significa cohetes más grandes con tanques de combustible más pesados, etc. Como tal, no se pueden colocar grandes estructuras en la superficie de la Luna o Marte sin complejos mecanismos de despliegue y montaje en el lugar.

La NASA ha explorado múltiples soluciones a este problema, que incluyen el uso de recursos locales para crear materiales de construcción y satisfacer las necesidades de los astronautas, también conocido como utilización de recursos in situ (ISRU). Esto tiene la ventaja de reducir la cantidad de suministros que los astronautas necesitarán llevar consigo y al mismo tiempo reducir la dependencia de las misiones de reabastecimiento. Otra solución es enviar grandes sistemas inflables, que pesan poco y se pueden empaquetar herméticamente en cubiertas de carga útil. Una vez que llegan a su destino y se inflan, se expanden muchas veces su tamaño almacenado.

Combinados con telas avanzadas y refuerzo de presión interna, los sistemas inflables pueden proporcionar hábitats robustos y protección ambiental contra las duras condiciones extraterrestres. Ese es el propósito del Big Idea Challenge 2024, en el que equipos de nivel universitario tienen la tarea de diseñar hábitats que incluyan componentes inflables. Estos van desde torres, puentes y antenas hasta robots blandos, actuadores, conectores, mecanismos de despliegue, esclusas de aire y refugios temporales. Nicky Werkheiser, gerente de maduración tecnológica del STMD de la NASA, dijo en un comunicado de prensa reciente de la NASA:

«Este desafío es particularmente emocionante porque aplica un pensamiento innovador a los procesos de diseño e ingeniería que serán necesarios para integrar componentes inflables en misiones espaciales. Aprovechar la impresionante creatividad demostrada por este colectivo podría proporcionar soluciones verdaderamente nuevas para la exploración espacial futura. .”

Los finalistas serán seleccionados por un panel de expertos de la NASA y de la industria que evaluarán la propuesta y el paquete de videos para escenarios de misión que involucran sistemas inflables. Las cinco a ocho clases seleccionadas recibirán un estipendio de entre $50,000 y $150,000, incluidos gastos de hardware, materiales, equipos de prueba, software, etc. Los equipos pasarán los próximos nueve meses desarrollando, refinando, probando sus propuestas y preparando un plan de negocios. Un escrito técnico de 15 a 20 páginas que detalla sus hallazgos. A esto le seguirá el Foro anual BIG Idea el próximo otoño, donde se les invitará a enviar sus conceptos para una revisión de diseño técnico.

Esto incluirá demostraciones de prueba de concepto en entornos de prueba analógicos que simulan las condiciones lunares. Tomás González Torres, director de proyectos de subvenciones espaciales de la Oficina de Participación STEM de la NASA, dijo:

«Cuando se trata de tecnología de misión crítica para los próximos esfuerzos de exploración espacial, el mundo académico es un socio importante. Los equipos a nivel universitario están superando los límites en términos de creatividad, pero también demostrando la preparación tecnológica para ideas innovadoras. Estas ideas se pueden incorporar a desarrollo tecnológico a escala micro y macro”.

La competencia de este año complementa el Lunar Forge Challenge 2023, en el que estudiantes de pregrado y posgrado recibieron hasta 180.000 dólares para diseñar, desarrollar y demostrar tecnologías que permitirán la producción de infraestructura lunar a través de minerales derivados de ISRU. Estas y otras tecnologías serán fundamentales para las misiones Artemis y los objetivos a largo plazo que tienen la NASA, sus agencias y socios comerciales para crear una infraestructura permanente en la Luna. Además de mejorar la exploración, la investigación y quizás los asentamientos lunares, estos esfuerzos permitirán futuras misiones a Marte y más allá.

Para obtener más información sobre el Big Idea Challenge 2024 y cómo participar, visite el sitio web de BIG Idea. bigidea.nianet.org.