Як я вже згадував у декількох епізодах, людство перебуває у перехідному періоді, у момент, коли має сенс запускати матеріал із сили тяжіння Землі на орбіту та за її межі. Але це дійсно дорого, коштує до 10 000 доларів за фунт, який ви хочете на орбіті, і в 10 разів, якщо хочете його на Місяці.
Але протягом найближчих десятиліть буде розвиватися все більше і більше нашої космічної інфраструктури в космосі, виготовлений з видобутих матеріалів в космосі.
Єдине, що нам дійсно потрібно, щоб добре залишити земну гравітацію Землі - це ми, люди, туристи, які бажають відвідати всю цю космічну інфраструктуру.
Звичайно, щоб досягти цього космічного майбутнього, інженерам та планувальним місіям потрібно буде розробити та побудувати технологію, яка зробить це можливим.
Це означає випробовування нових прототипів, технологій та методологій для гірничого та космічного виробництва.
Це приклад типу супутника телекомунікацій, який регулярно запускається в космос. Розмір і форма сонячних панелей залежать від реальності, яка тяжіє до Землі ... Будь-який побудований космічний корабель повинен вміти керувати повною силою тяжіння тут, на Землі, протягом усієї фази тестування.
Тоді йому потрібно вміти справлятися з жорстоким прискоренням, струшуванням та іншими силами запуску. Як тільки він вийде на орбіту, йому потрібно розгорнути сонячні батареї в конфігурацію, яка може генерувати енергію для космічного корабля.
Як завжди, мені просто потрібно сказати слова, космічний телескоп "Джеймс Вебб", щоб перевести вас у стан паніки та страху, уявляючи складність та точність орігамі, яка повинна відбуватися більше ніж мільйон кілометрів від Землі, в місці, де можна Мене не обслуговують.
А тепер подивіться на ілюстрацію цього художника супутника, сонячні батареї якого були побудовані повністю на орбіті, ніколи не відчуваючи суворості сили Землі. Вони комічно, весело великі. І, як виявляється, ефективно та економічно.
Уявіть собі Міжнародну космічну станцію із сонячними панелями, які були втричі довші, але все ще ідеально міцні та стабільні в мікрогравітаційному середовищі низькоземної орбіти.
Це технологія, яку виготовив у космосі Archinaut One ще в 2022 році, наблизивши нас на крок до того космічного виробництва, про яке я продовжую тривати.
У липні 2019 року NASA оголосила, що присудила 73,7 мільйонів доларів компанії Made In Space, 3D-виробничій компанії, що базується в Маунтін-В'ю, штат Каліфорнія.
Цей контракт допоможе фінансувати будівництво та запуск космічного корабля компанії Archinaut One, який потім продемонструє виробництво та збірку компонентів космічних кораблів у космосі.
Вони збираються створити космічний корабель, який збиратиме власну енергосистему. В космосі.
Якщо все піде добре, Архінаут Перший відправиться в космос на борту ракети Lacket Electron з Нової Зеландії вже в 2022 році.
Як тільки він вийде на орбіту, космічний корабель сконструює два десятиметрові сонячні масиви, достатні для харчування стандартного 200-кг супутника. Вид супутника, який виконує роль вторинного корисного навантаження на більших пусках. Як правило, вони недооцінені, їм доступні лише кілька сотень ват.
Archinaut One зробить 3D-друк опорних променів, а потім розкрутить сонячні батареї по обидва боки космічного апарату.
Виробляючи весь масив у космосі, менший супутник матиме потужність набагато більшого космічного корабля - у 5 разів більше потужності - здатного живити більше наукових приладів, інструментів зв’язку тощо.
Це має сенс тут на земній орбіті, але це має ще більший сенс заглиблюватися в Сонячну систему, де кількість сонячної енергії, доступної космічному кораблю, відпадає.
В даний час космічний корабель "Юнона" НАСА відвідує Юпітер, 4-тонний космічний корабель має три 9-метрові сонячні масиви, що містять 18 698 сонячних батарей. Тут, на Землі, вони здатні генерувати 14 кіловат електроенергії. Але на орбіті Юпітера сонячні батареї отримують лише 1/25 кількість сонячного світла для роботи.
NASA інвестує в декілька технологій, які називає "переломними". Це технології, які є надто ризикованими або складними для того, щоб аерокосмічні фірми могли вигідно розвиватися. Але якщо NASA може знизити ризики, вони можуть виграти комерційне дослідження космосу.
Це був другий контакт, який нагородили Made in Space для програми «Архінавт». Перший контракт, укладений ще в 2016 році, був наземним випробуванням Архінавта.
Він був розміщений у середовищі теплового випробування вакуумом Northrop Grumman, який може імітувати температурні крайності та низький тиск майже вакууму простору.
Всередині камери Архинавт мав змогу виготовляти та збирати різні конструкції. Він продемонстрував, що може збирати заздалегідь виготовлені компоненти, такі як вузли та ферми, повністю автономно, а також різні операції з ремонту.
Якщо цей тест не вийде, наступним етапом буде тестування технології в космосі з запуском Archinaut One в ідеалі до 2022 року.
Окрім програми Archinaut, NASA вже декілька років працює з Made in Space.
Найвідомішим з цього партнерства є Додаткове виробництво (або AMF), яке зараз знаходиться на борту Міжнародної космічної станції, яка прибула в березні 2016 року, забезпечуючи оновлення до попереднього принтера станції.
За останні кілька років цей принтер виготовив з поліетилену десятки об'єктів у мікрогравітаційному середовищі орбіти. Але AMF може друкувати з різними матеріалами, такими як метали та композити.
Партнерство з Made in Space дозволяє NASA виготовляти запасні частини та ремонтувати поламані частини станції на орбіті. Але це також дозволяє Made in Space перевірити свої більш амбітні плани на повне виробництво на космосі.
У 2018 році NASA присудила їм нагороду за інноваційне дослідження малого бізнесу Фази 2 за свою виробничу систему Vulcan. Це космічна виробнича система, яка може працювати з 30 різними вихідними матеріалами, такими як алюміній, титан або пластикові композити для друку 3D-предметів.
Вулкан також зможе відняти матеріал, обробляючи деталі до їх кінцевих форм. І все це буде зроблено робототехнічно. Мета - побудувати на орбіті високоміцні, високоточні полімерні та металеві компоненти на такому ж рівні якості, що і речі, які можна придбати тут, на Землі.
Made in Space також випробовує технологію виготовлення оптичних волокон у космосі. Ці волокна передають величезну кількість даних, але сигнал потрібно посилювати на більшій відстані передачі. Існує особливий вид кристала під назвою ZBLAN, який може мати десяту або навіть соту частину втрати сигналу традиційних волокон, але це важко виготовити в земному тяжінні.
Нещодавній експеримент, що був доставлений на Міжнародну космічну станцію, дозволить виготовити ці волокна ZBLAN у космосі, сподіваючись, виробляючи до 50 км одночасно. Оскільки витрати на пуск знижуються, це може навіть мати економічний сенс виготовляти волоконно-оптичні кабелі в космосі, а потім повертати їх на Землю.
Але також має багато сенсу тримати їх у просторі, робити більш досконалі супутникові апаратури, які ніколи не знали, як Земляна гравітація.
Made in Space також працює над технологією, яка дозволить переробити поліетилен в нові 3D-друковані предмети. Коли настільки дорого вилітати вантаж на орбіту, воно змушує переробити те, що ви вже відправили в космос, і вбереже його від викидання за борт, щоб згоріти на орбіті.
Це все лише фрагменти значно більшої стратегії технологій, над якою працює «Made in Space» - мета повної космічної системи виготовлення та складання.
В майбутньому супутники, телескопи та інше космічне обладнання будуть спроектовані тут, на Землі. Тоді сировина буде виведена в космос за допомогою системи виробництва Archinaut.
Archinaut виготовить усі складові частини за допомогою свого 3D-принтера, а потім вони будуть зібрані разом у просторі.
Створений у космосі має два смаки архінавта, які вони пропонують зараз. Система DILO має вигляд восьмигранної каністри, оточеної сонячними панелями з робочою рукою, що виступає вгору.
Всередині каністра є вся сировина для космічної антени зв'язку. Рука бере складні панелі відбивача і потім збирає їх. Для прикріплення панелей використовується 3D-друк, а потім вони розгортаються в комунікаційну тарілку.
Потім космічний корабель використовує 3D-принтер для виготовлення та видавлення стріли зв'язку з центру.
Більш вдосконалена версія називається ULISSES. Це версія Archinaut з трьома робототехнічними руками, що оточують 3D-принтер. Космічний апарат виготовляє різні ферми та вузли, а потім використовує зброю для збирання їх у більші та більші споруди. За допомогою цієї технології вони дійсно обмежені лише кількістю сировини, з якою повинен працювати космічний корабель.
Він міг побудувати космічні телескопи через десятки, а то й сотні метрів.
Шматки збираються разом для справжнього космічного виготовлення та складання. Ще в 2022 році ми побачимо, як космічний корабель збирає власні сонячні батареї в космосі, створюючи структуру, яка ніколи не потребує відчуття сили Землі.
І в найближчі роки ми побачимо все більші та більші космічні апарати, майже повністю побудовані на орбіті. І зрештою, я сподіваюся, вони будуть виготовлені з матеріалів, заготовлених із Сонячної системи.
Якось ми побачимо запуск останньої вантажної ракети. Останній раз, коли ми турбувались виносити щось із масивної сили Землі добре і в космос. Відтепер це будуть лише туристи.
