Découvrez la technologie spatiale de nouvelle génération dans le programme spatial Kerbal

La plupart des jeux perdent leur pertinence après quelques années, mais le jeu de construction de fusée autonome programme satellite kirbal est légèrement différent. C’est un jeu de triche vieux de 10 ans avec un culte de programmeurs, d’ingénieurs, de candidats astronautes et de fans occasionnels, et il possède une communauté unique et active de mods qui ont corrigé des bugs, ajouté de nouvelles fonctionnalités et généralement gardé le jeu frais pendant près d’une décennie.

Dans le jeu, vous êtes le directeur d’un programme spatial composé de petits hommes verts (et de l’adorable petite femme verte Valentina Kerman – à bientôt, pionnière) que vous envoyez dans le ciel dans un vaisseau spatial de votre propre conception. On a souvent l’impression de regarder de vieilles vidéos floues de fusées qui partent pour retomber dans une explosion de schadenfreude enflammée : on a un peu peur, un peu sadique, et on a vraiment envie de réessayer.

L’art imite la vie

L’un des plus abondants Kirbal Le mod est Chris Adderley, le Nertea du jeu, qui est ingénieur chez CAS الفضاء MDA Jour après jour, concevoir des systèmes terrestres qui récupèrent les données des engins spatiaux. Mais pendant son temps libre, Adderley lui-même est assis dans le siège du pilote. Commencer à jouer programme satellite kirbal Peu de temps après sa sortie, et en 2013, il a commencé à construire sa première modification de jeu – un ensemble de pièces de rechange, y compris un réservoir de carburant au xénon et un propulseur magnéto-magnétique (essayez juste de dire cela trois fois plus vite).

Depuis lors, il a conçu des dizaines de modifications supplémentaires, y compris l’avion spatial Mark IV et des modules complémentaires de station spatiale tels que des centrifugeuses et des habitats gonflables.

«Je construis des choses que j’aimerais voir comme des êtres construits dans le futur», dit Adderley.

Récemment, Addlerley a décidé de prendre certains des concepts de moteurs de fusée théoriques les plus plausibles dans un avenir lointain et de les intégrer au jeu, offrant ainsi aux joueurs un moyen de découvrir cette science-fiction. notions Dans un environnement simulé qui peut nous apprendre comment ils pourraient réellement fonctionner, à un niveau plus pratique, à l’avenir.

Adderley a passé au peigne fin des dizaines d’articles scientifiques décrivant les plans théoriques de ces systèmes de propulsion ultrasophistiqués, à la recherche des plus réalistes.

« Tout le monde essaie de vendre son entreprise en tant que système de paiement du futur », déclare Adderley. “Vous devez en quelque sorte penser de manière un peu critique à ce que les gens ont peint.”

Il a calculé les chiffres et réfléchi à la puissance dont un moteur particulier aurait besoin, à la manière de gérer la chaleur générée et à la manière dont vous pourriez exploiter l’énergie pour propulser la fusée hypothétique encore plus loin. “C’était amusant, ce qui pourrait être une super déclaration, mais vous savez.”

Au final, il a construit 13 concepts de moteurs différents, dont des moteurs à fusion – comme ExtensionLe moteur d’Epstein est supposé être le moteur des fusées à fission et à antimatière.

Bien que nous n’ayons pas encore la technologie pour implémenter ces démons d’impulsion spécifiques, il y a une certaine valeur dans le monde réel à pouvoir simuler des actionneurs avancés dans un environnement à faible risque. En fait, c’est un excellent bac à sable où les ingénieurs de SpaceX et du Jet Propulsion Laboratory ont utilisé les graphiques de Kerbal dans leurs présentations. en 2018, La NASA a publié Open MCT M, un programme de visualisation de données de télémétrie conçu pour faire fonctionner des engins spatiaux, est accessible au public sur Github. Le test de ces systèmes sur un vrai vaisseau spatial est coûteux et prend du temps, de sorte que certains participants ont plutôt exécuté leur logiciel via Kerbal.

Pour Sumontro Sinha, ingénieur en aérospatiale et chercheur en fusion au laboratoire de recherche sur la propulsion de l’Université d’Alabama à Huntsville, Kerbal est le point de départ pour tester de nouvelles idées et former de nouveaux ingénieurs.

« Au lieu de diapositives PowerPoint et de pages d’équations, il suffit de construire le vaisseau et de voir comment il fonctionne », dit-il. “Si elle réussit à Kerbal, elle a de bonnes chances de travailler dans la vraie vie.”

puissance de beignet

le moteur de fusion de boule de tokamak Basé sur un vaisseau spatial fantastique dans 2001 : vol spatial, sans la coque d’intelligence artificielle tueuse. Adderley a trouvé la vraie science derrière tout ça Étude de la NASAL’auteur principal de l’article, Craig Williams, déclare que la NASA a financé un certain nombre de projets axés sur le développement de systèmes de propulsion avancés. L’équipe de Williams a conçu un moteur qui utilise l’énergie d’une réaction de fusion pour générer une poussée. La fusion se produit naturellement à l’intérieur d’étoiles comme notre soleil, où les atomes légers sont chauffés au point où leurs électrons et leurs neutrons se séparent et les neutrons, qui se repoussent généralement les uns les autres, fusionnent et produisent d’énormes quantités d’énergie. L’un des plus grands défis de la production de cette énergie sur Terre est que vous avez besoin d’un moyen de confiner le plasma résultant et d’exploiter sa puissance.

Une façon de le faire est d’utiliser un tokamak, un appareil qui génère un champ magnétique sous la forme d’un gâteau circulaire qui maintient le plasma surchauffé en place. Dans un prototype de moteur Williams, ce tokamak serait presque sphérique, ressemblant davantage à un trou de beignet. L’échappement résultant propulserait la voiture à plus de 166 000 milles à l’heure et transporterait les passagers à Jupiter en moins de 4 mois. Pour mettre cela en perspective, la sonde spatiale Voyager s’éloigne de notre système solaire à 35 000 miles par heure.

Lorsque l’article de Williams a été publié en 2001, les auteurs ont écrit que la capacité de produire ce type de moteur pourrait prendre 30 ans. Maintenant que nous sommes en 2021, Williams revoit son estimation. “Peut-être que nous n’avons pas été aussi proches”, dit-il. Son article est sorti à une époque d’enthousiasme pour le paiement anticipé, mais une grande partie de cet enthousiasme a diminué jusqu’à récemment. « Vous ne pouvez vraiment pas faire beaucoup de progrès si vous n’avez pas de programme actif en place », dit-il. “Jusqu’à ce que l’horloge recommence, cette projection sur 30 ans continuera d’aller de l’avant.” le problème. Mais dans les décennies qui nous séparent de l’ère des vacances de deux semaines de Saturne pour l’humanité, vous pouvez toujours essayer votre version numérique du moteur Williams.

Tour de foudre nucléaire

brûleur Moteur de fusée à fission Il s’appuie sur une autre étude de concept de moteur financée par la NASA à partir de 2011 qui utilise l’énergie générée dans les réactions nucléaires pour propulser un vaisseau spatial vers l’avant. Les réacteurs sont remplis de Américium, une substance rare et hautement radioactive qui est un sous-produit des réactions nucléaires entraînées par l’uranium, génère des produits de fission qui s’écoulent dans la chambre. Cette chambre est injectée d’hydrogène gazeux, qui est intensément excité lorsqu’il rencontre les fragments de fission et génère du plasma qui est dirigé à travers une puissante buse magnétique comme poussée.

Avec cette percée, l’aller-retour vers Mars prendrait 292 jours, dont 60 jours de résidence sur la planète. Alors que le moteur est généralement plus lent que ce que serait un moteur à fusion, il est plus proche de ce dont nous sommes techniquement capables pour le moment.

“Le missile thermonucléaire est une technologie en cours de développement, et elle a déjà fait ses preuves”, explique Jason Casipry, responsable du Propulsion Research Center de l’Université d’Alabama à Huntsville. En avril, la DARPA Choix de trois entrepreneurs Pour démontrer le premier étage d’une fusée thermonucléaire, la NASA et le ministère de l’Énergie ont développé Invitation pour des conceptions initiales similaires en février. Les fragments de fission et les moteurs à impulsions nucléaires ne sont pas loin derrière, dit Cassiepri, mais ils ont des obstacles techniques supplémentaires à surmonter, notamment comment détourner toute cette énergie du châssis du vaisseau spatial afin qu’il ne brûle pas dans l’espace.

Cette histoire est apparue à l’origine wired.com.

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