Twee experimenten van het Southwest Research Institute (SwRI) waren vandaag aan boord van Blue Origin's New Shepard suborbital raket, die gelanceerd werd vanaf Van Horn, Texas. Het Box of Rocks Experiment II (BORE II) testte een nieuwe technologie voor magnetische bevestiging aan en bemonstering van asteroïden. Het tweede experiment evalueerde een taps toelopende vloeistofverwervingsinrichting (LAD), ontworpen om veilig vloeibare stuwstof vanuit brandstoftanks aan een raketmotor te leveren.

BORE II zette een experiment uit 2016 voort waarbij observaties van meteorietachtige materialen in een container aan boord van een suborbitale ruimtevlucht betrokken waren, met als doel het gedrag van materialen bij lage zwaartekracht te begrijpen. BORE II breidt dit project aanzienlijk uit, het gebruik van materialen die qua samenstelling en textuur veel dichter bij echte meteorieten liggen, en het testen van nieuwe technologie, het Clockwork Starfish-bemonsteringsapparaat.

Geïnspireerd door de aquatische stekelhuidigen, die een deel van zichzelf binnenstebuiten keert om zijn prooi te verzwelgen, Clockwork Starfish is een tetraëder met gemagnetiseerde zijkanten. Omdat de oppervlaktematerialen van de meeste asteroïden magnetische verbindingen bevatten, Dankzij de gemagnetiseerde panelen van de Clockwork Starfish kan hij passief monsters verzamelen van elk asteroïde-oppervlak waarop hij valt. De "zeester" slaat de monsters vervolgens op voor transport door zichzelf volledig binnenstebuiten te keren.

"Terwijl huidige missies voor het terugsturen van asteroïdemonsters afzonderlijke asteroïden bezoeken en monsters verzamelen van een of twee locaties op hun oppervlak, een toekomstige missie met tientallen micro-sampler-landers zoals deze zou monsters van verschillende locaties op talloze asteroïden kunnen retourneren, " zei SwRI-hoofdwetenschapper Dr. Alex Parker, die de ontwikkeling van het Clockwork Starfish-apparaat leidde. "Dit zou een game-changer zijn voor het begrijpen van de oorsprong en geschiedenis van het zonnestelsel, evenals het bieden van een waardevolle blik op potentiële bronnen die verkenning mogelijk maken die aanwezig zijn op deze kleine werelden."

Het experiment van vandaag omvatte het plaatsen van twee Clockwork Starfish in twee afzonderlijke vacuüm verzegelde containers, met meteorietachtige materialen en een kleine camera in elk om vast te leggen hoe de technologie bij lage zwaartekracht inwerkt op de materialen.

"Dit zou een eenvoudig maar robuust alternatief kunnen bieden voor andere manieren om kleine lichamen te bemonsteren, zoals boren, " zei SwRI-hoofdwetenschapper Dr. Dan Durda, hoofdonderzoeker van het experiment. "In plaats daarvan, het kan net zo eenvoudig zijn als het meenemen van een magneet."

Naast Durda en Parker, het BORE II-team omvat SwRI-onderzoeker Dr. Akbar Whizin, Engineering Technologist Michael Shoffner en Senior Research Engineer Brian Pyke.

SwRI evalueert ook hoe effectief een taps toelopende LAD voorkomt dat potentieel gevaarlijke dampbellen in brandstof worden overgebracht naar de raketmotor.

Ingenieurs van SwRI en NASA's Glenn Research Center hebben de taps toelopende LAD gemaakt om problemen aan te pakken die kunnen optreden bij langere ruimtevluchten buiten de baan van de aarde. Momenteel, de meeste raketmotoren gebruiken cryogene vloeibare drijfgassen als brandstof. Een lange ruimtevlucht zou vereisen dat grote hoeveelheden brandstof bij lage temperaturen worden opgeslagen en vervolgens naar de raketmotor worden overgebracht, maar de huidige LAD's hebben rechte kanalen die kwetsbaar zijn voor interne dampbellen.

Deze dampbellen kunnen de overdracht van vloeibaar drijfgas naar andere tanks belemmeren of raketmotoren beschadigen tijdens het ontsteken. SwRI senior onderzoeksingenieur Kevin Supak, samen met SwRI-ingenieurs Dr. Amy McCleney en Steve Green evalueren een LAD met een taps toelopend kanaal dat de bellen passief verwijdert door oppervlaktespanning. Een kleinere versie van de LAD werd in december 2019 getest op New Shepard. Het experiment van vandaag omvatte het testen van verschillende grotere versies met ontwerpaanpassingen om de fysica van bellenbewegingen die in echte cryogene tanks zouden voorkomen, nauwkeuriger vast te leggen.

"We hopen dat het taps toelopende LAD-concept een goedkope en efficiënte oplossing kan bieden voor cryogeen vloeistofbeheer voor langdurige ruimtevluchten, ' zei Supak. 'Historisch gezien, technologie die wordt gebruikt om luchtbellen in cryogene tanks te beheren, was duur om te ontwerpen en in te zetten."

SwRI plant in de toekomst een extra experiment aan boord van New Shepard om andere geometrieën voor het LAD-ontwerp te onderzoeken.