一个新的DARPA项目正在实验太空中的生活工厂
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五角大楼未来面向的研究机构DARPA启动了一个新项目,旨在探讨生物制造和制造来自太空中新型材料电池的所有产品。而且,如果是的话,那将是一种改变游戏的功能,可以大大降低Cislunar空间中活动的后勤成本,尤其是与其他轨道制造系统中的其他轨道制造系统(例如NASA对轨道上的3D和4D印刷空间站的愿望)结合在一起时,它可以大大降低游戏的物流成本。
该项目称为B-Sure,用于生物制造:生存,实用性和地球以外的可靠性,“旨在回答有关使用微生物在太空中生产各种分子和材料的可行性的基本问题,” Darpa的计划经理Anne Cheever说。她补充说,其中一些材料可能“对国家安全至关重要”。
美国国防部的最终最终游戏将是燃料,电池和塑料之类的东西的空间生产,然后可以用来将3D打印从卫星到月球基地的所有内容。B-Sure并非旨在在太空中实际生产微生物或它们的副产品,它们的目的是查看地球上生物制造中已经使用的陆地微生物(例如Brewer's酵母或E-Coli)是否可以在太空中做到这一点。
Cheever解释说:B-SUR计划具有三个独立的研究轨道:微生物可能能够在太空或月球或火星表面“饮食”,以使它们产生有用的材料,微生物对微生物生长和生产的影响以及辐射的影响。
她解释说,这项努力是迈向一种方法,迈向建立一个空间供应链的一种方法,用于在轨道上制造,比推出所有必要的材料更便宜,更可靠。因此,来自B-SUR实验的数据将用于弄清生物制造是否不仅是可行的,而且还具有成本效益。
Cheever说:“目前,根本没有基于空间的制造能力。”“因此,执行任务的一切都在地球上制造,然后运到太空。……我们的目标是减少对基于地球的供应链的依赖。”
太空力量已将轨内制造确定为其雄心勃勃的关键推动者,以扩大地球轨道的运营。
DARPA的B-sure Fact Sprats解释说:“对于轨道制造业的持续开发和未来扩展,迫切需要国防部,以确保并确保供应链的弹性,持续的技术优势以及对当前和未来运营的资产安全和维修。”
实际上,根据SpaceWerx网站,空军研究实验室(AFRL)太空创新枢纽SpaceWerx于11月初推出了一项名为Orbital Prime的新工作,旨在“为On-Orbit上的服务,组装和制造(OSAM)市场增强。
该计划以SpaceWerx的姊妹组织AFWERX为敏捷性的努力建立了模型,以开发一个所谓的飞行汽车的商业市场,正在使用小型企业创新研究,小型企业技术转移和战略资金增加资金,以“推动感兴趣领域的技术成熟”。
AFRL同时宣布,它已经站立了一个新的实验室,称为Kirtland AFB的可部署结构实验室(Desel),重点是邻近近期高强度材料和卫星结构的轨道制造,这些结构可以扩大小卫星可以执行的任务类型。
DARPA还启动了另一个OSAM项目,新型轨道和月球制造,材料和质量效率设计(NOM4D),“向Pioneer Technologies进行自适应,脱落制造业,以生产大型空间和月球结构,” DARPA的网站称。
Cheever说,B-Sure和NoM4D并非直接相关,因为后者专注于传统材料科学。“它们是互补的,但是它们是从根本上不同的方法。”
生物制造已经在地球上广泛使用,用于生产从药物到食品再到工业溶剂。
实际上,DARPA刚刚宣布,它已经成功地包装了一个由Cheever(名为Living Foundries)管理的相关合成生物学项目,旨在生产“分子和材料前体,这些分子和材料前体横跨包括工业化学品,燃料,燃料,涂料和粘合剂在内的广泛的国防相关应用。”
根据该公告,该计划生产了超过1,630个分子和材料,并“将这些技术的一部分过渡到来自陆军,海军和空军实验室的五个军事研究团队,他们在该计划的过程中与该机构合作进行了测试和评估。”
但是,在生物制造中使用的陆生微生物大多数依赖于葡萄糖(即普通的旧糖),这当然在太空中不存在。因此,那里的生物制造需要“替代原料”。
Cheever说,DARPA的计划不是为地球上的生物反应器开发新食品。取而代之的是,正如该机构的BAA解释的那样,DARPA希望看看生物袋是否可以在人类活动或当地自然资源(例如Sunlight and Regolith)的结果上吃“目前被视为轨道上的材料”。
Regolith指的是月球和火星的土壤。BAA解释说,废料包括塑料包装,所谓的“灰水”,这些“灰水”源于人类活动,例如沐浴和家居清洁,以及包括人类排泄物在内的“黑水”。自然资源可能是二氧化碳和/或阳光。
缺乏重力和未经过滤的太阳辐射都会影响生物学过程,这是NASA的人类勘探计划和国际空间站(ISS)的生物学实验所知。
Cheever说:“微生物在地球上演变出来。因此,它们都经过优化,以在地球重力中产生和生长。然后,当您改变这种状态时,它会改变其生长模式,并有可能是生物产生的。”至于辐射,这些问题本质上是相同的:“这如何影响其生物生产力?那么我们如何减轻这种情况?”
BAA提出了一系列问题,以回答有关“可变重力”影响的提案,包括“发酵如何影响,并且是否可以利用这以提高性能或增加分子的产生?”实验是基于ISS的重力以及月球和火星的表面。