Όπως ανέφερα σε αρκετά επεισόδια τώρα, η ανθρωπότητα βρίσκεται σε λίγο μεταβατική περίοδο, μια εποχή που έχει νόημα να εκτοξεύουμε υλικό έξω και έξω από τη βαρύτητα της Γης σε τροχιά και πέρα. Αλλά είναι πολύ ακριβό, κοστίζει έως 10.000 $ ανά λίβρα που θέλετε σε τροχιά και 10 φορές αν το θέλετε στη Σελήνη.
Αλλά τις επόμενες δεκαετίες, όλο και περισσότερες από τις διαστημικές μας υποδομές θα κατασκευαστούν στο διάστημα, κατασκευασμένα από υλικά που εξορύσσονται στο διάστημα.
Το μόνο πράγμα που θα πρέπει πραγματικά να αφήσουμε τη γήινη βαρύτητα της Γης θα είναι εμείς, οι άνθρωποι, οι τουρίστες, που θέλουμε να επισκεφθούμε όλη αυτή τη διαστημική υποδομή.
Φυσικά, για να επιτευχθεί αυτό το διάστημα, οι μηχανικοί και οι σχεδιαστές αποστολών θα πρέπει να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν την τεχνολογία που θα το καταστήσει εφικτό.
Αυτό σημαίνει τη δοκιμή νέων πρωτοτύπων, τεχνολογιών και μεθοδολογιών για εξόρυξη και διαστημική κατασκευή.
Αυτό είναι ένα παράδειγμα του είδους του δορυφόρου τηλεπικοινωνιών που εκτοξεύεται τακτικά στο διάστημα. Το μέγεθος και το σχήμα των ηλιακών συλλεκτών του εξαρτώνται από την πραγματικότητα που η βαρύτητα της Γης… απορροφά. Κάθε διαστημικό σκάφος που έχει κατασκευαστεί πρέπει να μπορεί να χειρίζεται ολόκληρη τη βαρύτητα εδώ στη Γη, καθ 'όλη τη φάση δοκιμής.
Τότε πρέπει να είναι σε θέση να χειριστεί τη βάναυση επιτάχυνση, ταρακουνήματα και άλλες δυνάμεις εκτόξευσης. Μόλις φτάσει σε τροχιά, πρέπει να ξεδιπλώσει τα ηλιακά του πάνελ σε μια διαμόρφωση που μπορεί να παράγει ενέργεια για το διαστημικό σκάφος.
Όπως πάντα, πρέπει απλώς να πω τα λόγια, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, για να σας βάλω σε κατάσταση πανικού και φόβου, φαντάζοντας την πολυπλοκότητα και την ακρίβεια του origami που πρέπει να συμβεί περισσότερο από ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα από τη Γη, σε ένα μέρος που μπορεί Δεν θα εξυπηρετηθούμε.
Τώρα, ρίξτε μια ματιά στην εικόνα αυτού του καλλιτέχνη ενός δορυφόρου του οποίου τα ηλιακά πάνελ ήταν χτισμένα εξ ολοκλήρου σε τροχιά, χωρίς να βιώνουν ποτέ τις αυστηρές βαρύτητες της Γης. Είναι κωμικά, ξεκαρδιστικά μεγάλα. Και όπως αποδεικνύεται, αποτελεσματικό και οικονομικό.
Φανταστείτε τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό με ηλιακούς συλλέκτες που ήταν τρεις φορές μεγαλύτεροι, αλλά εξακολουθούν να είναι απόλυτα ισχυροί και σταθεροί στο περιβάλλον μικροβαρύτητας της τροχιάς χαμηλής Γης.
Αυτή είναι η τεχνολογία που θα δοκιμάσει το Made in Space's Archinaut One ήδη από το 2022, φέρνοντάς μας ένα βήμα πιο κοντά σε αυτήν τη διαστημική κατασκευή που συνεχίζω.
Τον Ιούλιο του 2019, η NASA ανακοίνωσε ότι είχε χορηγήσει 73,7 εκατομμύρια δολάρια στην Made In Space, μια τρισδιάστατη κατασκευαστική εταιρεία που εδρεύει στο Mountain View της Καλιφόρνια.
Αυτή η σύμβαση θα βοηθήσει στη χρηματοδότηση της κατασκευής και της εκτόξευσης του διαστημικού σκάφους Archinaut One της εταιρείας, το οποίο στη συνέχεια θα δείξει την κατασκευή και τη συναρμολόγηση εξαρτημάτων διαστημικών σκαφών στο διάστημα.
Πρόκειται να φτιάξουν ένα διαστημικό σκάφος που θα συγκεντρώσει το δικό του σύστημα ισχύος. Στο διάστημα.
Αν όλα πάνε καλά, ο Archinaut One θα κατευθυνθεί στο διάστημα με έναν πύραυλο Rocket Lab Electron από τη Νέα Ζηλανδία ήδη από το 2022.
Μόλις φτάσει σε τροχιά, το διαστημικό σκάφος θα κατασκευάσει δύο ηλιακές συστοιχίες δέκα μέτρων, αρκετές για να τροφοδοτήσουν έναν βιομηχανικό πρότυπο δορυφόρο 200 κιλών. Το είδος του δορυφόρου που χρησιμεύει ως δευτερεύον ωφέλιμο φορτίο σε μεγαλύτερες εκτοξεύσεις. Σε γενικές γραμμές είναι χαμηλής ισχύος, με μόνο μερικές εκατοντάδες βατ ισχύος διαθέσιμη σε αυτούς.
Το Archinaut One θα εκτυπώσει τρισδιάστατα τα δοκάρια στήριξης και στη συνέχεια θα ξεδιπλώσει τα ηλιακά πάνελ και στις δύο πλευρές του διαστημικού σκάφους.
Κατασκευάζοντας ολόκληρη τη συστοιχία στο διάστημα, ο μικρότερος δορυφόρος θα έχει τις δυνατότητες ισχύος ενός πολύ μεγαλύτερου διαστημικού σκάφους - 5 φορές τη δύναμη - ικανός να τροφοδοτεί περισσότερα επιστημονικά όργανα, μέσα επικοινωνίας κ.λπ.
Αυτό έχει νόημα εδώ σε τροχιά της Γης, αλλά έχει ακόμη πιο νόημα βαθύτερα στο Ηλιακό Σύστημα, όπου η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που διατίθεται σε ένα διαστημικό σκάφος μειώνεται.
Το διαστημικό σκάφος Juno της NASA επισκέπτεται επί του παρόντος τον Δία, το διαστημικό σκάφος 4 τόνων διαθέτει τρεις ηλιακές συστοιχίες 9 μέτρων που περιέχουν 18.698 ηλιακά κύτταρα. Εδώ στη Γη, είναι σε θέση να παράγουν 14 κιλοβάτ ηλεκτρισμού. Όμως, στην τροχιά του Δία, τα ηλιακά κύτταρα παίρνουν μόλις το 1/25 της ποσότητας του ηλιακού φωτός για να δουλέψουν.
Η NASA έχει επενδύσει σε διάφορες τεχνολογίες τις οποίες αποκαλεί «σημεία ανατροπής». Πρόκειται για τεχνολογίες που είναι πολύ επικίνδυνες ή περίπλοκες για να αναπτυχθούν κερδοφόρα οι εταιρείες αεροδιαστημικής. Αλλά εάν η NASA μπορεί να μειώσει τους κινδύνους, θα μπορούσαν να ωφελήσουν την εμπορική εξερεύνηση του διαστήματος.
Αυτή ήταν η δεύτερη επαφή που απονεμήθηκε στο Made in Space για το πρόγραμμα Archinaut. Το πρώτο συμβόλαιο, που ανατέθηκε το 2016, ήταν για μια επίγεια δοκιμή του Archinaut.
Τοποθετήθηκε στο περιβάλλον δοκιμών θερμικού κενού της Northrop Grumman, το οποίο μπορεί να μιμηθεί τις ακραίες θερμοκρασίες και τη χαμηλή πίεση του σχεδόν κενού χώρου.
Μέσα στον θάλαμο, ο Archinaut μπόρεσε να κατασκευάσει και να συναρμολογήσει διάφορες κατασκευές. Έδειξε ότι θα μπορούσε να συναρμολογήσει προκατασκευασμένα εξαρτήματα όπως κόμβους και δοκούς εντελώς αυτόνομα, καθώς και διάφορες εργασίες επισκευής.
Με αυτήν τη δοκιμή εκτός δρόμου, το επόμενο στάδιο θα είναι να δοκιμάσουμε την τεχνολογία στο διάστημα, με την έναρξη του Archinaut One ιδανικά έως το 2022.
Εκτός από το πρόγραμμα Archinaut, η NASA συνεργάζεται με το Made in Space εδώ και αρκετά χρόνια.
Το πιο διάσημο αυτής της συνεργασίας είναι το Additive Manufacturing Facility (ή AMF), επί του παρόντος επί του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, ο οποίος έφτασε τον Μάρτιο του 2016, παρέχοντας μια αναβάθμιση στον προηγούμενο εκτυπωτή του σταθμού.
Τα τελευταία χρόνια, αυτός ο εκτυπωτής έχει δημιουργήσει δεκάδες αντικείμενα στο περιβάλλον μικροβαρύτητας σε τροχιά από πολυαιθυλένιο. Αλλά το AMF μπορεί να εκτυπώσει με διαφορετικά υλικά όπως μέταλλα και σύνθετα υλικά.
Η συνεργασία με το Made in Space επιτρέπει στη NASA να κατασκευάζει ανταλλακτικά και να επισκευάζει σπασμένα κομμάτια του σταθμού σε τροχιά. Αλλά επιτρέπει επίσης στο Made in Space να δοκιμάσει τα πιο φιλόδοξα σχέδιά τους για την πλήρη διαστημική κατασκευή.
Το 2018, η NASA τους απένειμε το βραβείο Έρευνας Καινοτομίας Μικρών Επιχειρήσεων Φάσης 2 για το σύστημα παραγωγής τους Vulcan. Αυτό είναι ένα διαστημικό σύστημα κατασκευής που μπορεί να λειτουργήσει με 30 διαφορετικά υλικά πρώτων υλών, όπως αλουμίνιο, τιτάνιο ή πλαστικά σύνθετα υλικά για την εκτύπωση τρισδιάστατων αντικειμένων.
Η Vulcan θα μπορεί επίσης να αφαιρεί υλικό, να επεξεργάζεται εξαρτήματα μέχρι τα τελικά σχήματα. Και όλα θα γίνουν ρομποτικά. Ο στόχος είναι να οικοδομήσουμε υψηλής αντοχής, υψηλής ακρίβειας πολυμερή και μεταλλικά εξαρτήματα σε τροχιά στο ίδιο επίπεδο ποιότητας με αυτά που μπορείτε να αγοράσετε εδώ στη Γη.
Το Made in Space δοκιμάζει επίσης την τεχνολογία για την κατασκευή οπτικών ινών στο διάστημα. Αυτές οι ίνες μεταδίδουν τεράστια ποσότητα δεδομένων, αλλά το σήμα πρέπει να ενισχυθεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις μετάδοσης. Υπάρχει ένα ειδικό είδος κρυστάλλου που ονομάζεται ZBLAN, το οποίο θα μπορούσε να έχει το ένα δέκατο ή και το ένα εκατοστό της απώλειας σήματος των παραδοσιακών ινών, αλλά είναι δύσκολο να κατασκευαστεί στη βαρύτητα της Γης.
Ένα πρόσφατο πείραμα που παραδόθηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό θα κατασκευάσει αυτές τις ίνες ZBLAN στο διάστημα, με την ελπίδα να παράγει έως και 50 χλμ. Κάθε φορά. Καθώς το κόστος εκτόξευσης μειώνεται, μπορεί ακόμη και να είναι οικονομικό να κατασκευάζουμε καλώδια οπτικών ινών στο διάστημα και στη συνέχεια να τα φέρουμε πίσω στη Γη.
Αλλά είναι επίσης πολύ λογικό να διατηρούνται στο διάστημα, να δημιουργούν πιο εξελιγμένο δορυφορικό υλικό που δεν είναι ποτέ γνωστό ως βαρύτητα της Γης.
Το Made in Space εργάζεται επίσης σε τεχνολογία που θα ανακυκλώνει το πολυαιθυλένιο σε νέα τρισδιάστατα έντυπα αντικείμενα. Όταν είναι τόσο ακριβό να πετάξετε φορτίο σε τροχιά, καθιστά ανακύκλωση όσων έχετε ήδη στείλει στο διάστημα και το σώζει από την απόρριψή του στη θάλασσα για να καεί σε τροχιά.
Όλα αυτά είναι απλά κομμάτια μιας πολύ μεγαλύτερης τεχνολογικής στρατηγικής στην οποία εργάζεται το Made in Space - ο στόχος ενός πλήρους διαστημικού συστήματος κατασκευής και συναρμολόγησης.
Στο μέλλον, δορυφόροι, τηλεσκόπια και άλλο διαστημικό υλικό θα σχεδιαστούν εδώ στη Γη. Στη συνέχεια, οι πρώτες ύλες θα κυκλοφορήσουν στο διάστημα με ένα σύστημα κατασκευής Archinaut.
Η Archinaut θα κατασκευάσει όλα τα εξαρτήματα χρησιμοποιώντας τον τρισδιάστατο εκτυπωτή της και στη συνέχεια θα συναρμολογηθούν στο διάστημα.
Το Made in Space έχει δύο γεύσεις του Archinaut που προτείνουν αυτή τη στιγμή. Το σύστημα DILO μοιάζει με ένα οκταγωνικό μεταλλικό κουτί που περιβάλλεται από ηλιακούς συλλέκτες με ρομποτικό βραχίονα που σπρώχνει την κορυφή.
Μέσα στο δοχείο υπάρχουν όλες οι πρώτες ύλες για μια κεραία επικοινωνίας διαστημικής βάσης. Ο βραχίονας παίρνει διπλωμένα πάνελ ανακλαστήρα και στη συνέχεια τα συναρμολογεί. Χρησιμοποιεί τρισδιάστατη εκτύπωση για να συνδέσει τα πάνελ και στη συνέχεια ξετυλίγονται σε ένα πιάτο επικοινωνίας.
Στη συνέχεια, το διαστημικό σκάφος χρησιμοποιεί έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για την κατασκευή και εξώθηση μιας έκρηξης επικοινωνιών από το κέντρο του.
Η πιο προηγμένη έκδοση ονομάζεται ULISSES. Είναι μια έκδοση του Archinaut με τρεις ρομποτικούς βραχίονες που περιβάλλουν έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή. Το διαστημικό σκάφος κατασκευάζει διάφορα δοκάρια και κόμβους και στη συνέχεια χρησιμοποιεί τα χέρια του για να τα συναρμολογήσει σε μεγαλύτερες και μεγαλύτερες κατασκευές. Με αυτήν την τεχνολογία, περιορίζονται πραγματικά από την ποσότητα των πρώτων υλών που πρέπει να συνεργαστεί το διαστημικό σκάφος.
Θα μπορούσε να κατασκευάσει διαστημικά τηλεσκόπια δεκάδες ή και εκατοντάδες μέτρα απέναντι.
Τα κομμάτια ενώνονται για πραγματική διαστημική κατασκευή και συναρμολόγηση. Ήδη από το 2022, θα δούμε ένα διαστημικό σκάφος να συγκεντρώνει τα δικά του ηλιακά πάνελ στο διάστημα, δημιουργώντας μια δομή που δεν χρειάζεται ποτέ να βιώσει τη βαρύτητα της Γης.
Και τα επόμενα χρόνια, θα δούμε μεγαλύτερα και μεγαλύτερα διαστημόπλοια χτισμένα σχεδόν εξ ολοκλήρου σε τροχιά. Και τελικά, ελπίζω ότι θα κατασκευαστούν από υλικό που συλλέχθηκε από το Ηλιακό Σύστημα.
Κάποια μέρα, θα δούμε την εκτόξευση του τελευταίου πυραύλου φορτίου. Την τελευταία φορά που ενοχλήσαμε να μεταφέρουμε οτιδήποτε έξω από τη μαζική βαρύτητα της Γης και στο διάστημα. Από τότε, θα είναι μόνο τουρίστες.
