Structures kilométriques dans l'espace

Zac Manchester travaille sur une étude de phase 2 NIAC (innovation avancée) de la NASA pour créer des structures de taille kilométrique dans l'espace qui pourront tenir dans une charge utile de fusée.

Zac Manchester a travaillé sur Breakthrough Starshot qui tente d'amener une voile solaire poussée par laser vers un autre système stellaire. (soit plus de 4 années-lumière dans une vie humaine). Voici une vidéo où Zac parle de la percée de Starshot.

Les structures kilométriques dans l'espace à l'aide de métamétaries mécaniques

Les concepts de rotation des habitats spatiaux comme moyen de générer une gravité artificielle remontent à plus d’un siècle. Cependant, les humains souffrent d'un inconfort dû à l'exposition à des taux de rotation aussi bas que 3 tr/min. Pour produire une gravité artificielle proche de 1 g à des taux de rotation de 1 à 2 tr/min, une structure à l’échelle kilométrique est nécessaire.

Le cœur de la solution de Zac est une structure déployable à taux d'expansion élevé (HERDS) construite à partir de métamatériaux mécaniques.

Plus précisément, ils exploitent deux découvertes cinématiques faites au cours des 5 dernières années : les auxétiques de cisaillement et les mécanismes de ciseaux ramifiés. Ils ont l’intention de produire des structures tubulaires avec un taux d’expansion sans précédent de 150x.

L'étude de phase I du NIAC a démontré la viabilité de cette approche et nous a signalé plusieurs problèmes techniques qui doivent être résolus lors de la phase II.

Les principaux travaux techniques de la phase II seront axés sur quatre axes spécifiques :
1) modéliser et comprendre en détail la dynamique de déploiement complexe de notre structure hiérarchique en expansion ;
2) atténuer le brouillage pendant le déploiement en présence d'erreurs de fabrication et de perturbations externes à l'aide de la simulation et de l'optimisation de la conception ;
3) prototypage rapide et itération de conception basée sur le matériel pour calibrer les modèles et évaluer les composants du sous-système ; et
4) validation expérimentale de prototypes à l'échelle métrique avec des milliers de liens pour démontrer un déploiement sans brouillage et avec des taux d'expansion élevés.

À court terme, de telles structures permettraient à l’homme de vivre de manière durable dans l’espace cislunaire.

À moyen et long terme, de telles structures seront essentielles au maintien des humains dans l’espace lointain. Enfin, les grandes structures feront également progresser l’astronomie en prenant en charge des réseaux de télescopes à grande échelle.