Kuten olen jo maininnut useissa jaksoissa, ihmiskunta on vähän siirtymävaiheessa, jolloin on järkevää viedä materiaalia ylös ja pois maan painovoimasta hyvin kiertoradalle ja sen ulkopuolelle. Mutta se on todella kallis, maksaa jopa 10 000 dollaria per punta, jonka haluat kiertoradalla, ja 10 kertaa, jos haluat sen kuuhun.
Mutta tulevina vuosikymmeninä rakennetaan yhä enemmän avaruuspohjaista infrastruktuuriamme avaruudessa, valmistettu louhituista materiaaleista avaruudessa.
Ainoa asia, joka todella tarvitsee poistua maapallon tarttuvasta painovoimasta, olemme me, ihmiset, turistit, jotka haluamme käydä koko tuossa avaruusinfrastruktuurissa.
Tietenkin, jotta saavutetaan kyseinen avaruus tulevaisuus, insinöörien ja tehtävien suunnittelijoiden on suunniteltava ja rakennettava tekniikka, joka tekee tämän mahdolliseksi.
Tämä tarkoittaa uusien prototyyppien, teknologioiden ja menetelmien testaamista kaivosteollisuudelle ja avaruuteen perustuvalle valmistukselle.
Tämä on esimerkki sellaisesta tietoliikennesatelliitista, joka ajetaan säännöllisesti avaruuteen. Aurinkopaneelien koko ja muoto ovat riippuvaisia tosiasiasta, että Maan painovoima… imee. Kaikkien rakennettujen avaruusalusten on kyettävä käsittelemään koko painovoimaa täällä maan päällä koko testausvaiheen ajan.
Sitten sen on kyettävä käsittelemään raa'aa kiihtyvyyttä, ravistamista ja muita laukaisuvoimia. Saavuttuaan kiertoradalle, sen on avattava aurinkopaneelinsa kokoonpanoon, joka voi tuottaa virtaa avaruusalukselle.
Kuten aina, minun on vain sanottava sanat James Webb Space Telescope, jotta saat paniikin ja pelon tilaan kuvitellessani monimutkaisuuden ja origami-tarkkuuden, joka täytyy tapahtua yli miljoonan kilometrin päässä Maasta, paikassa, joka voi ei tarvitse huoltaa.
Katso nyt tämän taiteilijan kuvaa satelliitista, jonka aurinkopaneelit on rakennettu kokonaan kiertoradalla, eikä koskaan kokenut maapallon painovoimaa. Ne ovat koomisesti, ilahduttavan suuria. Ja kuten käy ilmi, tehokas ja kustannustehokas.
Kuvittele kansainvälinen avaruusasema aurinkopaneeleilla, jotka olivat kolme kertaa pidemmät, mutta silti täysin vahvat ja vakaat matalan maan kiertoradan mikropainon ympäristössä.
Tämä on tekniikka, jota Made in Space: n Archinaut One testaa jo vuonna 2022 ja tuo meidät askeleen lähemmäksi sitä avaruuspohjaista valmistusta, jota jatkan.
Heinäkuussa 2019 NASA ilmoitti voittaneensa 73,7 miljoonaa dollaria Made In Space -yritykselle, 3D-tuotantoyritykselle, joka sijaitsee Mountain Viewssa, Kalifornia.
Tämä sopimus auttaa rahoittamaan yhtiön Archinaut One -aluksen rakentamista ja markkinoille saattamista, joka sitten esittelee avaruusalusten komponenttien valmistusta ja kokoamista avaruudessa.
He aikovat rakentaa avaruusaluksen, joka kokoaa oman energiajärjestelmänsä. Avaruudessa.
Jos kaikki menee hyvin, Archinaut One suuntautuu avaruuteen Uudessa-Seelannista tulevan Rocket Lab Electron -raketin jo vuonna 2022.
Saavuttuaan kiertoradalle, avaruusalus rakentaa kaksi kymmenen metrin aurinkopaneelia, joka riittää tuottamaan alan standardin mukaista 200 kg: n satelliittia. Sellainen satelliitti, joka toimii toissijaisena hyötykuormana suurissa laukaisuissa. Yleensä heillä on aliteho, heille on saatavana vain muutama sata wattia virtaa.
Archinaut One tulostaa 3D-tukipalkit ja avaa sitten aurinkopaneelit avaruusaluksen molemmin puolin.
Valmistamalla koko joukko avaruudessa pienemmällä satelliitilla on huomattavasti suuremman avaruusaluksen, joka on viisinkertainen, tehokyky kykyä ohjaamaan enemmän tiedeinstrumentteja, viestintäinstrumentteja jne.
Tämä on järkevää täällä maapallon kiertoradalla, mutta on entistä järkevämpää syvemmälle aurinkokuntaan, missä avaruusaluksen käytettävissä oleva aurinkovoiman määrä putoaa.
NASA: n Juno-avaruusalus vierailee parhaillaan Jupiterissa. Neljän tonnin avaruusaluksella on kolme 9-metristä aurinkoyksikköä, jotka sisältävät 18 698 aurinkokennoa. Täällä maapallolla ne kykenevät tuottamaan 14 kilowattia sähköä. Mutta ulos Jupiterin kiertoradalla, aurinkokennot saavat vain 1 / 25th määrän auringonvaloa työskennellä.
NASA on investoinut useisiin tekniikoihin, joita se kutsuu "kärkipisteiksi". Nämä ovat teknologioita, jotka ovat liian riskialttiita tai monimutkaisia, jotta ilmailu- ja avaruusalan yritykset voivat kehittää kannattavasti. Mutta jos NASA pystyy vähentämään riskejä, ne voisivat hyötyä kaupallisesta avaruustutkinnasta.
Tämä oli toinen yhteyshenkilö, jonka Made in Space sai Archinaut-ohjelmasta. Ensimmäinen sopimus tehtiin vuonna 2016, ja se oli tarkoitettu Archinautin maapallon testaamiseen.
Se laitettiin Northrop Grummanin lämpö tyhjiön testausympäristöön, joka voi jäljitellä tilan lähes tyhjiön lämpötilan ääripisteitä ja matalapainetta.
Kammion sisällä Archinaut pystyi valmistamaan ja koottamaan erilaisia rakenteita. Se osoitti voivansa koota esivalmistetut komponentit, kuten solmut ja ristikot täysin itsenäisesti, samoin kuin erilaiset korjaustoimenpiteet.
Kun tämä testi on poissa käytöstä, seuraava vaihe on testata tekniikkaa avaruudessa, kun Archinaut One käynnistetään ihannetapauksessa vuoteen 2022 mennessä.
Archinaut-ohjelman lisäksi NASA on tehnyt yhteistyötä Made in Space -palvelun kanssa jo useita vuosia.
Tunnetuin tästä kumppanuudesta on lisäaineiden valmistuslaitos (tai AMF), joka on tällä hetkellä kansainvälisen avaruusaseman aluksella ja saapui maaliskuussa 2016 ja tarjoaa päivityksen aseman aikaisempaan kirjoittimeen.
Muutaman viime vuoden aikana tämä tulostin on muotoillut kymmeniä esineitä kiertoradan mikropainoympäristössä polyeteenistä. Mutta AMF pystyy tulostamaan erilaisilla materiaaleilla, kuten metalleilla ja komposiiteilla.
Kumppanuus Made in Space: n kanssa antaa NASA: lle mahdollisuuden valmistaa varaosia ja korjata aseman rikki kappaleita kiertoradalla. Mutta se antaa myös Made in Space -palvelun testata kunnianhimoisemmat suunnitelmansa koko avaruuspohjaisesta valmistuksesta.
Vuonna 2018 NASA myönsi heille vaiheen 2 pienyritysten innovaatiotutkimuksen palkinnon heidän Vulcan-tuotantojärjestelmästään. Tämä on avaruuspohjainen valmistusjärjestelmä, joka voi käyttää 30 erilaista raaka-ainetta, kuten alumiinia, titaania tai muovikomposiitteja 3D-tuotteiden tulostamiseen.
Vulcan pystyy myös vähentämään materiaalia ja työstämään osat lopulliseen muotoonsa saakka. Ja kaikki tehdään robottisesti. Tavoitteena on rakentaa korkealujuisia, tarkkoja polymeeri- ja metalliosia kiertoradalla samalla laadulla kuin tavaroita, joita voit ostaa täältä maan päältä.
Made in Space testaa myös tekniikkaa optisten kuitujen valmistamiseksi avaruudessa. Nämä kuidut lähettävät valtavan määrän dataa, mutta signaalia on lisättävä pitemmillä lähetysetäisyyksillä. On olemassa erityyppinen kristalli, nimeltään ZBLAN, jolla voi olla kymmenesosa tai jopa sadasosa perinteisten kuitujen signaalihäviöistä, mutta sitä on vaikea valmistaa maapallon gravitaatiossa.
Äskettäinen kokeilu, joka toimitettiin kansainväliselle avaruusasemalle, valmistaa nämä ZBLAN-kuidut avaruudessa, ja toivottavasti ne tuottavat jopa 50 km kerrallaan. Koska laukaisukustannukset vähenevät, voi jopa olla taloudellista järkeä valmistaa valokaapeleita avaruudessa ja viedä ne sitten takaisin Maahan.
Mutta on myös paljon järkeä pitää ne avaruudessa ja tehdä hienostuneempia satelliittilaitteistoja, joita ei koskaan tunneta maan painovoimalla.
Made in Space kehittää myös tekniikkaa, joka kierrättää polyeteenin takaisin uusiin 3D-tulostettuihin tuotteisiin. Kun rahdin lentäminen kiertoradalle on niin kallista, se kierrättää jo lähettämäsi avaruuteen, ja säästää sitä putoamasta yli laidan polttamaan kiertoradalla.
Nämä ovat kaikki vain paloja paljon suuremmasta teknologiastrategiasta, jota Made in Space pyrkii saavuttamaan - tavoitteena täysi avaruuspohjainen valmistus- ja kokoonpanojärjestelmä.
Jatkossa satelliitit, kaukoputket ja muut avaruuspohjaiset laitteet suunnitellaan täällä maan päällä. Sitten raaka-aineet viedään avaruuteen Archinautin valmistusjärjestelmän avulla.
Archinaut valmistaa kaikki komponentit 3D-tulostimellaan, ja sitten ne kootaan yhteen avaruudessa.
Made in Space: llä on kaksi Archinautin makua, joita he ehdottavat juuri nyt. DILO-järjestelmä näyttää kahdeksankulmaiselta kanisterilta, jota ympäröivät aurinkopaneelit ja robottivarsi, joka peittää yläosan.
Kapselin sisällä on kaikki avaruuspohjaisen viestintäantennin raaka-aineet. Varsi ottaa taitetut heijastinpaneelit ja koota sitten ne. Se kiinnittää paneelit 3D-tulostuksella ja sitten ne avautuvat viestintälaatikkoon.
Avaruusalus käyttää sitten 3D-tulostinta viestintäpuomin valmistukseen ja puristamiseen sen keskustasta.
Kehittyneemmän version nimi on ULISSES. Se on Archinautin versio, jossa on kolme robottivartta, jotka ympäröivät 3D-tulostinta. Avaruusalus valmistaa erilaisia ristikoita ja solmuja ja kokoaa ne sitten aseillaan suurempiin ja isompiin rakenteisiin. Tämän tekniikan avulla he ovat todella vain rajoitettu raaka-aineiden määrällä, jonka avaruusaluksen on työskenneltävä.
Se voisi rakentaa avaruusteleskooppeja kymmeniä tai jopa satoja metrejä.
Palat tulevat yhdessä todelliseen avaruuspohjaiseen valmistukseen ja kokoonpanoon. Jo vuonna 2022 näemme avaruusaluksen kokoavan omat aurinkopaneelinsa avaruuteen luomalla rakenteen, jonka ei koskaan tarvitse kokea maan painovoimaa.
Ja tulevina vuosina näemme suurempia ja suurempia avaruusaluksia, jotka on rakennettu melkein kokonaan kiertoradalle. Ja lopulta toivon, että ne tehdään aurinkokunnasta korjatusta materiaalista.
Jonain päivänä näemme viimeisen rahtiraketin laukaisun. Viime kerralla vaivasimme viedä mitä tahansa maapallon massiivisesta painovoimasta hyvin ja avaruuteen. Siitä lähtien se on vain turisteja.
