Premio Reciclaje en el espacio de la NASA: Ganadores y Soluciones para la Basura Espacial

Mejores soluciones para la recolección y el reciclaje de basura son importantes no solo aquí en la Tierra, sino también en el espacio. Y para obtener ideas frescas e innovadoras de un amplio grupo creativo, la NASA, en asociación con NineSigma , recurrió al crowdsourcing de ideas a través de un desafío competitivo.

El desafío, Reciclaje en el espacio: manejo de desechos en un entorno de microgravedad , que finalizó en enero de 2019, aceptó propuestas del público “para tecnologías y sistemas que, en un entorno de microgravedad, almacenarán y transferirán desechos de misiones logísticas a una unidad de procesamiento térmico para descomposición. La tecnología mejorará la huella ambiental de las futuras naves espaciales humanas”.

Paul Hintze, químico de los Programas de Tecnología e Investigación de Exploración del Centro Espacial Kennedy de la NASA y juez de la competencia, dijo: “El desafío produjo ideas que eran innovadoras y que aún no habíamos considerado. Espero seguir investigando estas ideas y espero que contribuyan a nuestras misiones de vuelos espaciales tripulados”.

El desafío fue, ejem , lanzado el 18 de octubre de 2018. Y el 1 de abril de 2019, la NASA y NineSigma anunciaron a los ganadores .

El premio mayor no es, por desgracia, un boleto de ida y vuelta a la luna, ni siquiera un traje espacial (a diferencia de la clásica novela de ciencia ficción de Robert Heinlein, Have Space Suit, Will Travel ). Pero, además de los premios en efectivo, los ganadores y otros concursantes tienen la satisfacción de saber que están contribuyendo a misiones espaciales más exitosas.

Basura espacial: no puedes simplemente tirar cosas por el vertedero de basura

Como deja claro Mary Roach en su libro informativo y entretenido, Packing For Mars: The Curious Science of Life in the Void , lidiar con las tareas y preocupaciones constantes de la vida requiere nuevas soluciones en ausencia de cosas que damos por sentadas, como la gravedad y el aire.

Por ejemplo, deshacerse de la basura, o reciclarla o reutilizarla.

En el espacio propiamente dicho, la recolección de basura, ya sea de satélites muertos, piezas desechadas u otros desechos de los esfuerzos humanos, o simplemente recoger el desorden cósmico, no es solo una buena limpieza. Es un problema de seguridad .

Después de todo, a nadie le gusta que un meteorito caiga sobre su ciudad, o incluso cerca. (Para una mirada de ciencia ficción sobre cómo se desarrollan estos eventos, pruebe el libro de dos libros de Mary Robinette Kowal, The Calculating Stars and The Fated Sky , Seveneves de Neal Stephenson [o mi resumen cuasi-poético en File770.com – desplácese/busque hasta ( 18)], o El martillo de Lucifer de Larry Niven y Jerry Pournelle .)

En el espacio, incluso un grano de arena que choca con un satélite o un vehículo puede ser un problema, si viaja lo suficientemente rápido. Y, según la NASA , más de 500.000 piezas de «basura espacial» orbitan la Tierra «a velocidades de hasta 17.500 mph». Elon Musk envió un Tesla Roadster rojo al espacio profundo. Estamos llenando nuestra ruta fuera del planeta con basura e incluso una pieza relativamente pequeña de esta basura espacial podría dañar la nave espacial o uno de los muchos satélites en órbita geosincrónica.

Para una perspectiva diferente, vea algunos episodios de Quark , la comedia de situación de ciencia ficción de 1977 ambientada en un United Galaxy Sanitation Patrol Cruiser (también conocido como un camión de recolección de basura espacial). Y si eres un jugador, Space Quest III: The Pirates of Pestulon de Mark Crowe de 1989 aparentemente incluye Garbage Freighters.

La basura en el espacio es una preocupación dentro de los vehículos tripulados y las estaciones espaciales, pero la falta de gravedad, y en algunos casos, de atmósfera, hace que el manejo adecuado de la basura sea diferente y más difícil que aquí en el planeta Tierra.

Dependiendo de la misión, es posible que tampoco quieras simplemente guardar esa basura en una bolsa hasta que llegues a donde vayas a desecharla. En un sistema cerrado, la «basura» representa una fuente valiosa de materiales para reutilizar, reutilizar o reciclar, un punto que la serie de libros de ciencia ficción de James SA Corey, The Expanse, destaca en todo momento. (También es una gran serie de televisión , originalmente en SyFy.com, ahora a través de Amazon Prime, ¡échale un vistazo!)

¿Qué tan grande es el problema de la basura espacial?

Según NineSigma , “Para una misión que dure 1 año, un equipo de cuatro astronautas generaría aproximadamente 2.500 kilogramos de desechos”.

Los desechos logísticos de los astronautas pueden, dice NineSigma, contener una variedad de productos, que incluyen:

• Telas (de ropa desechada)
• Espuma
• Envasado de alimentos
• Desechos humanos
• toallitas higienicas
• Plásticos de baja y alta densidad
• Guantes de nitrilo
• Papel.

El gran desafío en la recolección de basura, el reciclaje y la reutilización en entornos de microgravedad es mover los desechos a lo largo de la ruta de procesamiento, sin depender de la gravedad para proporcionar fuerza de «descenso». El objetivo de este desafío, dice NineSigma, era «identificar mecanismos de receptáculo y alimentador adecuados para un entorno de microgravedad que pueda entregar desechos de misión para su descomposición».

Y, según la NASA, “El propósito del desafío es involucrar al público para desarrollar métodos de procesamiento y alimentación de basura en un reactor de alta temperatura. Esto ayudará a los sistemas avanzados de exploración y los programas de tecnología espacial de la NASA a desarrollar tecnología de conversión de basura en gas que pueda reciclar los desechos en gases útiles”.

Y los ganadores son …

Según el anuncio de la NASA y NineSigma del 1 de abril , “El desafío de crowdsourcing de NASA Tournament Lab (NTL) recibió presentaciones de participantes de todo el mundo. Un panel de jueces evaluó las soluciones y seleccionó un primer lugar y dos ganadores del segundo lugar”. 

Los ganadores del desafío Reciclaje en el espacio:

• Primer lugar ($10,000): Unidad de Preprocesamiento de Desechos — Aurelian Zabciu, Rumania 
• Segundo lugar ($ 2500): Sistema de gestión de desechos de microgravedad : Derek McFall, Estados Unidos
• Segundo lugar ($2500): Trash-Gun (T-Gun) — Ayman Ragab Ahmed Hamdallah, Egipto

Según la NASA, “Los tres ganadores aportaron una variedad de enfoques a la mesa para el desafío. La presentación de Zabciu proponía incorporar características de ahorro de espacio y eyectores accionados por cámara para mover la basura a través del sistema, antes de llevarla a otro mecanismo para completar la alimentación al reactor. La presentación de McFall indicó que usaría una tolva para desechos sólidos y corrientes de aire administradas para desechos líquidos y gaseosos. Hamdallah propuso usar chorros de aire para comprimir la basura y hacerla circular por el sistema en lugar de la gravedad”.

Mary Robinette Kowal , autora de ciencia ficción tres veces ganadora del Premio Hugo, cuyas novelas recientes, The Calculating Stars y The Fated Sky , incluyen mucha planificación y acción de misiones espaciales, dice: “A medida que las misiones espaciales se hacen más largas y se alejan Tierra: el reciclaje y la reutilización serán aún más importantes”.

Le pregunté a Kowal en su calidad de escritora y lectora de ciencia ficción si tenía alguna observación o sugerencia para los creadores que inventan la nueva tecnología espacial, y las personas que la usarán en el sitio.

“Hay una diferencia entre la política y la forma en que la gente realmente vive”, dice Kowal. “Para misiones de larga duración, hay que fijarse en lo último. Una forma de obtener información del mundo real es observar comunidades como Islandia y otras naciones insulares donde las personas tienen un conjunto fijo de recursos a los que recurrir”.

Lo más importante para mí”, dice Kowal, “es que, independientemente de los procedimientos y políticas que propongan los planificadores, será algo que funcione bien a largo plazo… pero la gente a menudo olvida la parte humana de estas ecuaciones, cómo se adaptan las políticas. basado en las condiciones reales de vida. Por ejemplo, tendrá el espacio equivalente al ‘cajón de basura’, del cual la Estación Espacial Internacional ya tiene uno».

“Si puede descomponer las cosas en sus partes y materiales constituyentes, y tiene impresoras 3D”, sugiere, “eso le brinda más flexibilidad. Y también habrá personas que reutilicen los materiales existentes para usos completamente nuevos e inesperados, ya sea para arreglar cosas, construir nuevos dispositivos o hacer arte”.

Usted también puede ser parte de los desafíos espaciales y la ciencia ciudadana

Estas tecnologías de reciclaje podrían resultar útiles no solo en futuras misiones espaciales, sino también en superficies planetarias, incluso aquí en la Tierra.

Para los empresarios tecnológicos y los estudiantes de todas las edades, desafíos como estos ofrecen oportunidades para crear, competir y ganar visibilidad, y para participar en programas espaciales y otras actividades de ciencia ciudadana .

Visite el laboratorio de torneos de la NASA para participar en desafíos abiertos de NTL. ¡Y visita NASA Solve! para desafíos de información, actividades de ciencia ciudadana y concursos de premios que ayudan a desarrollar problemas relacionados con la misión de la NASA.

Lo más probable es que no ganes un viaje a la luna o incluso un traje espacial… pero nunca se sabe, podría suceder.