Ethan Schaler
Laboratoire de propulsion à réaction de la NASA
Nous voulons construire le premier système ferroviaire lunaire, qui assurera un transport de charges utiles fiable, autonome et efficace sur la Lune. Un système de transport robotique durable et à longue durée de vie sera essentiel aux opérations quotidiennes d’une base lunaire durable dans les années 2030, comme l’envisage le plan Moon to Mars de la NASA et les concepts de mission tels que Robotic Lunar Surface Operations 2 (RLSO2), pour :
— Régolithe de transport extrait pour les consommables ISRU (H2O, LOX, LH2) ou de construction
— Transporter des charges utiles autour de la base lunaire et vers/depuis les zones d’atterrissage ou d’autres avant-postes
Nous proposons de développer FLOAT – Flexible Levitation on a Track – pour répondre à ces besoins de transport.
Le système FLOAT utilise des robots magnétiques non alimentés qui lévitent sur une piste de film flexible à 3 couches : une couche de graphite permet aux robots de flotter passivement sur les pistes en utilisant la lévitation diamagnétique, une couche de circuit flexible génère une poussée électromagnétique pour propulser de manière contrôlable
des robots le long des pistes, et une couche de panneau solaire à couche mince en option génère de l’énergie pour la base lorsqu’elle est exposée au soleil. Les robots FLOAT n’ont pas de pièces mobiles et lévitent au-dessus de la piste pour minimiser l’abrasion/l’usure de la poussière lunaire, contrairement aux robots lunaires dotés de roues, de jambes ou de chenilles.
Les pistes FLOAT se déroulent directement sur le régolithe lunaire pour éviter des constructions majeures sur place, contrairement aux routes, chemins de fer ou téléphériques conventionnels. Les robots FLOAT individuels seront capables de transporter des charges utiles de forme/taille variable (>30 kg/m^2) à des vitesses utiles (>0,5 m/s), et un système FLOAT à grande échelle sera capable de déplacer jusqu’à 100 000 s. kg de régolithe / charge utile plusieurs kilomètres par jour. FLOAT fonctionnera de manière autonome dans l’environnement lunaire poussiéreux et inhospitalier avec une préparation minimale du site, et son réseau de pistes peut être enroulé/reconfiguré au fil du temps pour répondre aux exigences changeantes des missions de la base lunaire.
Au cours de la phase 2, nous continuerons d’éliminer les risques liés à la fabrication, au déploiement, au contrôle et à l’exploitation à long terme de robots à l’échelle métrique/de pistes à l’échelle km qui soutiennent les activités d’exploration humaine (HEO) sur la Lune, en accomplissant les tâches suivantes : tâches clés:
— Concevoir, fabriquer et tester une série de prototypes de robots/pistes à petite échelle, culminant par une démonstration sur un banc d’essai analogique lunaire (qui comprend le test de diverses stratégies de préparation de site et de déploiement de pistes)
— Étudier les impacts des effets environnementaux (par exemple, température, rayonnement, charge, contamination du simulant de régolithe lunaire, etc.) sur les performances et la longévité du système
— Étudier/définir une feuille de route technologique pour combler les lacunes technologiques et développer les capacités de fabrication du matériel critique (par exemple, les réseaux magnétiques de grande surface avec des domaines magnétiques à l’échelle millimétrique et les cartes de circuits imprimés flexibles de grande surface)
— Continuer à affiner les simulations des conceptions du système FLOAT avec une fidélité accrue, afin de fournir des estimations de performances améliorées dans le cadre du concept de mission RLSO2. Nous exploiterons également ces prototypes à petite échelle pour explorer les opportunités de démonstrations technologiques de suivi sur les vols suborbitaux (via Flight Opportunities / TechFlights) ou des démonstrations de technologies lunaires (via les atterrisseurs LSII/CLPS)
Sélection Phase I 2024
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