大学正在帮助美国宇航局在2024年之前让美国宇航员登上月球,并在四年后建立可持续的存在。这些伙伴关系以各种形式和规模促进创新研究。
美国国家航空航天局最近授予两个空间技术研究所(STRIs)来推进智能人居系统。与此同时,该机构成立的两个研究机构显示了在不同技术领域取得的进展。2017年入选在美国,NASA的首个STRIs正在成熟的生物工程以及轻质、超强材料的制造方法。
首批STRIs是空间生物工程利用中心(多维数据集)及计算设计超强复合材料研究所(US-COMP).这两项事业都利用了创新和创新的人才基础,帮助NASA追求地球独立,自我维持的探索任务能力。
综合生物系统
立方体研究所深入研究一种新的多功能、多生物生物制造系统,为深空探索生产按需材料、药物和食品。
位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心生物工程分部的约翰·霍根(John Hogan)说:“立方体团队的任务是创建一个综合生物系统,以收获行星资源,并制造食物、药物和建筑材料,帮助未来的探险家在陆地上生活。”霍根是立方体团队的美国宇航局技术联系人。“在制造高可靠性、低质量、低功率和低体积的工艺,并能够在太空中制造必要的任务产品方面,仍有大量工作要做。”
CUBES团队由加州大学伯克利分校的首席研究员亚当·阿金(Adam Arkin)领导,与犹他州立大学、加州大学戴维斯分校、佛罗里达大学和斯坦福大学合作。
霍根说,利用大学教授和学生的专业知识,“产生了我们在其他地方无法获得的创造力和解决方案”。CUBES还包括一个行业合作伙伴,Physical Sciences Inc.,为植物和藻类系统提供下一代光捕获技术。
着眼于未来,CUBES正在推进多种研究途径。这种开箱即用的思维可以帮助未来的探险者在近地轨道之外冒险。
美国宇航局立方体空间技术研究所的创新思维可能会导致人类在月球和火星上实现自给自足。学分:美国国家航空航天局
新范式
US-COMP面临的挑战是用新材料解决从载人航天器到栖息地到电力系统的所有设计范式。
“碳纳米管的理论力学性能比我们目前所知的任何材料都要高得多,”艾米丽·西奥奇(Emilie Siochi)解释说,她是美国宇航局位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心先进材料与加工分部的高级材料科学家。她是美国宇航局US-COMP的技术联络人。
Siochi说:“这种结构材料有潜在的‘优势’,但我们需要将其扩大到实际建造一些东西有用的数量。”“这就是该研究所的起点:一种先进的材料,可以支持一系列航空航天应用,并本着美国航天研究所所设想的精神造福美国制造业材料基因组计划”。
Siochi解释说:“该研究所的目标是通过关键参与者的参与来加速技术的采用,以实现可持续的先进航空航天材料生态系统。”US-COMP是由密歇根理工大学首席研究员Gregory Odegard领导的22名教职员工组成的多学科团队。
研究所目前正在与佛罗里达州立大学、犹他大学、麻省理工学院、佛罗里达农工大学、约翰霍普金斯大学、佐治亚理工大学、明尼苏达大学、宾夕法尼亚州立大学、科罗拉多大学和弗吉尼亚联邦大学合作。行业合作伙伴包括Nanocomp Technologies和Solvay,美国空军研究实验室是合作伙伴。
美国国家航空航天局将前往月球并留在月球上,发展一个永久的、独立于地球的存在。NASA的空间生物工程利用中心(CUBES)正在研究一种集成的、多功能的、多生物的生物制造系统,为我们的月球存在和深空探索生产材料、药物和食品。学分:美国国家航空航天局
计算模型
“为了了解碳纳米管的性质,”Siochi说。“你需要了解材料开发的不同规模和不同阶段的科学。”
US-COMP的一个主要目标是使用计算建模来更快地实现对材料的基本理解。掌握了这些技术,它可以指导实验,并最终指导制造。
NASA US-COMP材料合成团队正在研究新型复合材料的原型,这是为深空探索开拓先进结构的努力的一部分。学分:NASA / US-COMP
冒险之前
Siochi说:“我们正在努力使这些材料尽快与NASA的未来任务相关。”“US-COMP正在解决理解和演示如何将高强度复合材料从碳纳米管转化为实际使用的问题。我们正在开发这一领域的新工具和新知识,以加速在与NASA任务相关的实际应用中部署这种材料。”
西奥奇强调,在组建该学院的过程中,一个很大的优势是与大学合作,并获得了学生的人才。培训并培养一批学生参与这项新兴技术,在多学科环境中灌输解决问题的方法,并创建早期原型来评估有意义的技术进步,这对NASA、美国和世界来说是双赢的。
“这就是我们开始的冒险,”西奥奇说。
这两个研究所是由大学主导的多学科研究机构。每个STRI在5年的业绩期间将获得高达1500万美元的奖励。这些具有前瞻性的研究机构是由NASA资助的空间技术任务理事会.
了下:航空航天+国防,学生项目
