Както вече споменах в няколко епизода, човечеството е в преходен период, време, в което има смисъл да изстрелвате материал от гравитацията на Земята добре в орбита и извън нея. Но това е наистина скъпо, струващо до 10 000 долара на лира, което искате в орбита, и 10 пъти, ако искате на Луната.
Но през следващите десетилетия ще се изгражда все повече и повече от нашата космическа инфраструктура в космоса, произведени от добивани материали в космоса.
Единственото нещо, което всъщност ще трябва да оставим добре гравитационната гравитация на Земята, ще бъдем ние, хората, туристите, които искаме да посетим цялата тази космическа инфраструктура.
Разбира се, за да постигнат това космическо бъдеще, инженерите и планиращите мисии ще трябва да проектират и конструират технологията, която ще направи това възможно.
Това означава да се изпробват нови прототипи, технологии и методологии за минното и космическо производство.
Това е пример за вида телекомуникационен спътник, който редовно се изстрелва в космоса. Размерът и формата на слънчевите й панели зависят от реалността, която гравитацията на Земята ... изсмуква. Всеки построен космически кораб трябва да може да се справи с пълната гравитация тук, на Земята, по време на фазата на тестване.
Тогава той трябва да може да се справи с бруталното ускорение, разтърсване и други сили на изстрелване. След като достигне орбита, тя трябва да разгърне слънчевите си панели в конфигурация, която може да генерира енергия за космическия кораб.
Както винаги, просто трябва да кажа думите, космически телескоп Джеймс Уеб, за да ви поставя в състояние на паника и ужас, представяйки си сложността и точността на оригами, която трябва да се случи на повече от милион километра от Земята, на място, което може няма да бъдат обслужвани.
А сега вижте илюстрацията на този художник за спътник, чиито слънчеви панели са изградени изцяло в орбита, като никога не изпитват строгостта на земната гравитация. Те са комично, смешно големи. И както се оказва, ефикасно и икономично.
Представете си Международната космическа станция със слънчеви панели, които са били три пъти по-дълги, но все пак перфектно силни и стабилни в микрогравитационната среда на нискоземна орбита.
Това е технологията, която Made in Space's Archinaut One ще изпробва още през 2022 г., което ще ни доближи с една стъпка към онова космическо производство, което продължавам да продължавам.
През юли 2019 г. НАСА обяви, че е присъдила 73,7 милиона долара на Made In Space, 3D компания за производство, базирана в Mountain View, Калифорния.
Този договор ще помогне за финансирането на изграждането и пускането на космическия кораб Archinaut One на компанията, който след това ще демонстрира производството и сглобяването на компоненти на космически кораби в космоса.
Те ще построят космически кораб, който ще събере собствената си система за захранване. В космоса.
Ако всичко върви добре, Archinaut One ще тръгне в космоса на борда на ракета Rocket Lab Electron от Нова Зеландия още през 2022 година.
След като достигне орбита, космическият кораб ще конструира десетметрови слънчеви масиви, достатъчни за захранване на стандартен 200-килограмов спътник. Видът сателит, който служи като вторичен полезен товар при по-големи изстрелвания. Като цяло те са с недостиг на енергия, като разполагат само с няколкостотин вата мощност.
Archinaut One ще отпечата 3D отпечатъците и след това ще разгърне слънчевите панели от двете страни на космическия кораб.
Като произвежда целия масив в космоса, по-малкият спътник ще има силовите възможности на много по-голям космически кораб - 5 пъти по-голям от мощността - в състояние да захранва повече научни инструменти, комуникационни инструменти и т.н.
Това има смисъл тук на земната орбита, но има още по-голям смисъл по-дълбоко в Слънчевата система, където количеството слънчева енергия, достъпно за космически кораб, отпада.
В момента космическият апарат на НАСА Juno посещава Юпитер, 4-тонният космически кораб има три 9-метрови слънчеви масива, съдържащи 18 698 слънчеви клетки. Тук, на Земята, те са способни да генерират 14 киловата електроенергия. Но в орбитата на Юпитер, слънчевите клетки получават само 1/25-то количество слънчева светлина, за да работят.
НАСА инвестира в няколко технологии, които нарича „преломни точки“. Това са технологии, които са твърде рискови или сложни, за да могат да извлекат печалба от аерокосмическите фирми. Но ако НАСА може да намали рисковете, те биха могли да се възползват от проучването на космоса.
Това беше вторият контакт, присъден на Made in Space за програмата Archinaut. Първият договор, възложен още през 2016 г., беше за наземно изпитание на Archinaut.
Той бе поставен в термо вакуумната среда на Northrop Grumman, която може да имитира температурните крайности и ниското налягане на почти вакуума на космоса.
Вътре в камерата Архинавт успя да произвежда и сглобява различни конструкции. Той демонстрира, че може да сглобява предварително готови компоненти като възли и ферми напълно автономно, както и различни ремонтни операции.
С този тест извън пътя, следващият етап ще бъде тестване на технологията в космоса, с пускането на Archinaut One в идеалния случай до 2022 година.
В допълнение към програмата Archinaut, НАСА работи с Made in Space от няколко години.
Най-известното от това партньорство е Механизмът за производство на добавки (или AMF), който понастоящем е на борда на Международната космическа станция, пристигнала през март 2016 г., осигуряваща ъпгрейд на предишния принтер на станцията.
През последните няколко години този принтер е изработил десетки предмети в микрогравитационната среда на орбита от полиетилен. Но AMF е в състояние да печата с различни материали като метали и композити.
Партньорството с Made in Space позволява на НАСА да изработва резервни части и да ремонтира счупени парчета на станцията в орбита. Но също така позволява на Made in Space да изпробва по-амбициозните си планове за цялостно космическо производство.
През 2018 г. НАСА им връчи награда за иновации за малък бизнес фаза 2 за тяхната производствена система Vulcan. Това е космическа производствена система, която може да работи с 30 различни суровини, като алуминий, титан или пластмасови композити за отпечатване на 3D елементи.
Vulcan също ще може да изважда материал, обработвайки частите до крайните им форми. И всичко това ще бъде направено роботично. Целта е да се изгради висококачествен полимер и метални компоненти в орбита до същото качество като това, което можете да закупите тук, на Земята.
Made in Space също изпробва технологията за производство на оптични влакна в космоса. Тези влакна предават огромно количество данни, но сигналът трябва да бъде усилен на по-големи разстояния на предаване. Има специален вид кристал, наречен ZBLAN, който може да има десета или дори стотна загуба на сигнал от традиционните влакна, но е трудно да се произведе в земната гравитация.
Скорошен експеримент, доставен на Международната космическа станция, ще произведе тези косми от ZBLAN в космоса, надяваме се да произвеждат до 50 км наведнъж. Тъй като разходите за стартиране са намалени, може дори да има икономически смисъл да се произвеждат оптични кабели в космоса и след това да се върнат обратно на Земята.
Но също така има много смисъл да ги поддържате в космоса, да правите по-сложен спътников хардуер, който никога не е познат на земната гравитация.
Made in Space също работи върху технологията, която ще рециклира полиетилена обратно в нови 3D отпечатани елементи. Когато е толкова скъпо да хвърляте товари в орбита, то кара да рециклирате това, което вече сте изпратили в космоса и да го спаси от изхвърляне на борда, за да изгори в орбита.
Това са само части от много по-голяма технологична стратегия, към която Made in Space работи - целта на цялостната система за производство и сглобяване, базирана на космоса.
В бъдеще сателити, телескопи и друг космически хардуер ще бъдат проектирани тук, на Земята. Тогава суровините ще бъдат изстреляни в космоса със система за производство на Archinaut.
Archinaut ще произведе всички компоненти, използвайки своя 3D принтер, след което те ще бъдат сглобени заедно в пространството.
Произведено в Космоса има два аромата на Архинавт, които предлагат в момента. Системата DILO прилича на осмоъгълен контейнер, заобиколен от слънчеви панели с роботизирана ръка, която издава горната част.
Вътре в кутията са всички суровини за космическа комуникационна антена. Рамото взема сгънати рефлекторни панели и след това ги сглобява. Използва 3D принтиране за закрепване на панелите и след това те се разгръщат в комуникационна табела.
След това космическият кораб използва 3D принтер за производство и екструдиране на комуникационен бум от центъра му.
По-усъвършенстваната версия се нарича ULISSES. Това е версия на Archinaut с три роботизирани рамена, обграждащи 3D принтер. Космическият кораб произвежда различни ферми и възли и след това използва оръжията си, за да ги сглоби в по-големи и по-големи конструкции. С тази технология те са ограничени само от количеството суровини, с които космическият апарат трябва да работи.
Той би могъл да изгради космически телескопи на десетки или дори стотици метри.
Парчетата се събират за истинска космическа изработка и монтаж. Още през 2022 г. ще видим космически кораб да сглобява собствени слънчеви панели в космоса, създавайки структура, която никога не трябва да изпитва земна гравитация.
И през следващите години ще видим все по-големи космически кораби, построени почти изцяло в орбита. И в крайна сметка, надявам се, те ще бъдат направени от материал, добит от Слънчевата система.
Някой ден ще видим изстрелването на последната товарна ракета. Последният път, когато си направихме труда да изнасяме нещо от огромната гравитация на Земята добре и навън в космоса. Оттам нататък ще бъдат само туристи.
