Att använda ånga för att driva en rymdfarkost från asteroid till asteroid är nu möjligt, tack vare ett samarbete mellan ett privat rymdföretag och University of Central Florida.

UCF planetariska forskaren Phil Metzger arbetade med Honeybee Robotics of Pasadena, Kalifornien, som utvecklade rymdfarkosten World Is Not Enough prototyp som extraherar vatten från asteroider eller andra planetariska kroppar för att generera ånga och driva sig själv till sitt nästa gruvmål.

UCF tillhandahöll det simulerade asteroidmaterialet och Metzger gjorde den datormodellering och simulering som krävdes innan Honeybee skapade prototypen och provade idén i dess anläggning den 31 december. Teamet samarbetade också med Embry-Riddle Aeronautical University i Daytona Beach, Florida, att utveckla initiala prototyper av ångbaserade raketpropeller.

"Det är jättehäftigt, " Metzger säger om demonstrationen. "WINE lyckades bryta jorden, gjort raketdrivmedel, och lanserade sig på en ångstråle som utvanns från simulanten. Vi skulle potentiellt kunna använda den här tekniken för att hoppa på månen, Ceres, Europa, Titan, Pluto, Merkurius poler, asteroider - var som helst där det finns vatten och tillräckligt låg gravitation."

VIN, som är storleken på en mikrovågsugn, bryter vattnet från ytan och gör det sedan till ånga för att flyga till en ny plats och upprepa. Därför, det är en raket som aldrig får slut på bränsle och som teoretiskt sett kan utforska "för evigt".

Processen fungerar i en mängd olika scenarier beroende på tyngdpunkten hos varje objekt, säger Metzger. Rymdfarkosten använder utplacerbara solpaneler för att få tillräckligt med energi för gruvdrift och ånga, eller så kan den använda små radiosotopiska sönderfallsenheter för att utöka den potentiella räckvidden för dessa planettrattar till Pluto och andra platser långt från solen.

Metzger ägnade tre år åt att utveckla den teknologi som är nödvändig för att omsätta idén till verklighet. Han utvecklade nya ekvationer och en ny metod för att göra datormodellering av ångframdrivning för att komma på det nya tillvägagångssättet och för att verifiera att det faktiskt skulle fungera bortom en datorskärm.

Utvecklingen av denna typ av rymdfarkoster kan ha en djupgående inverkan på framtida utforskning. För närvarande, interplanetära uppdrag slutar utforska när rymdfarkosten tar slut på drivmedel.

"Varje gång vi förlorar vår enorma investering i tid och pengar som vi spenderade på att bygga och skicka rymdfarkosten till sitt mål, " Metzger säger. "VIN designades för att aldrig få slut på drivmedel, så utforskning kommer att bli billigare. Det låter oss också utforska på kortare tid, eftersom vi inte behöver vänta i flera år eftersom en ny rymdfarkost reser från jorden varje gång."

Projektet är ett resultat av NASA Small Business Technology Transfer-programmet. Programmet är utformat för att uppmuntra universitet att samarbeta med småföretag, injicera nya vetenskapliga framsteg i säljbara kommersiella produkter.

"Projektet har varit ett samarbete mellan NASA, akademi och industri; och det har varit en enorm framgång, " säger Kris Zacny, vice vd för Honeybee Robotics. "De WINE-liknande rymdfarkosterna har potential att förändra hur vi utforskar universum."

Teamet söker nu partners för att fortsätta utveckla små rymdfarkoster.

Metzger är assistent inom planetarisk forskning vid UCF:s Florida Space Institute. Innan du gick med i UCF, han arbetade på NASA:s Kennedy Space Center från 1985 till 2014. Han tog både sin magisterexamen (2000) och doktorsexamen (2005) i fysik från UCF. Metzgers arbete täcker några av de mest spännande och banbrytande områdena inom rymdforskning och rymdteknik. Han har deltagit i att utveckla en rad teknologier som främjar vår förståelse för hur man utforskar solsystemet. Teknikerna inkluderar:metoder för att utvinna vatten från månens jord; 3D-utskriftsmetoder för strukturer byggda av asteroid och marslera, och månens jordmekaniska testare för användning av handskar astronauter.

Honeybee Robotics, ett dotterbolag till Ensign Bickford Industries, fokuserar på att utveckla borrverktyg och system för att hitta liv samt för rymdbrytning för resurser. Honeybee har tidigare distribuerat och opererat Rock Abrasion Tool (RAT) på Mars Exploration Rovers (MER), Icy Soil Acquisition Device (ISAD) på Mars Phoenix, och Sample Manipulation System (SMS) för instrumentet Sample Analysis at Mars (SAM) på Mars Science Laboratory (MSL). MSL har också Honeybee's Dust Removal Tool. Pågående flyg- och FoU-projekt inkluderar system för Mars, månen, Europa, Phobos, Titan, och andra.