Strutture chilometriche nello spazio

Zac Manchester sta lavorando a uno studio NIAC (innovazione avanzata) della NASA di fase 2 per creare strutture nello spazio delle dimensioni di un chilometro che si adatteranno al carico utile di un razzo.

Zac Manchester ha lavorato su Breakthrough Starshot che sta cercando di portare una vela solare spinta dal laser verso un altro sistema stellare. (ovvero 4+ anni luce in una vita umana). Ecco un video in cui Zac parla della svolta Starshot.

Le strutture chilometriche nello spazio utilizzando metametali meccanici

I concetti per la rotazione degli habitat spaziali come mezzo per generare gravità artificiale risalgono a più di un secolo fa. Tuttavia, gli esseri umani soffrono di disagio derivante dall'esposizione a velocità di rotazione fino a 3 giri al minuto. Per produrre una gravità artificiale vicina a 1 g a velocità di rotazione di 1-2 giri al minuto, è necessaria una struttura su scala chilometrica.

Il nucleo della soluzione di Zac è una struttura dispiegabile ad alto rapporto di espansione (HERDS) costruita con metamateriali meccanici.

Nello specifico, sfruttano due scoperte cinematiche fatte negli ultimi 5 anni: gli auxetici di taglio e i meccanismi a forbice ramificata. Intendono produrre strutture di tubi con un rapporto di espansione di 150x senza precedenti.

Lo studio NIAC di Fase I ha dimostrato la fattibilità di questo approccio e ci ha indicato diversi problemi tecnici che devono essere affrontati nella Fase II.

Il lavoro tecnico chiave nella Fase II si concentrerà su quattro obiettivi specifici:
1) modellare e comprendere in dettaglio le complesse dinamiche di implementazione della nostra struttura gerarchica in espansione;
2) mitigazione degli inceppamenti durante l'implementazione in presenza di errori di produzione e disturbi esterni utilizzando la simulazione e l'ottimizzazione della progettazione;
3) prototipazione rapida e iterazione della progettazione basata su hardware per calibrare i modelli e valutare i componenti del sottosistema; E
4) validazione sperimentale di prototipi su scala metro con migliaia di collegamenti per dimostrare l'implementazione senza disturbi e rapporti di espansione elevati.

Nel breve termine, tali strutture costituirebbero un’abitazione umana sostenibile nello spazio cislunare.

Nel medio e lungo termine, tali strutture saranno fondamentali per sostenere gli esseri umani nello spazio profondo. Infine, le grandi strutture faranno avanzare anche l’astronomia supportando sistemi di telescopi su larga scala.