Kā es esmu pieminējis vairākās epizodēs, cilvēcei ir mazliet pārejas periods, kad ir jēga materiālu palaišanu uz zemes un no Zemes gravitācijas labi novirzīt orbītā un ārpus tās. Bet tas ir patiešām dārgs, maksā līdz USD 10 000 par mārciņu, kuru vēlaties orbītā, un 10 reizes, ja vēlaties to uz Mēness.
Bet nākamajās desmitgadēs tiks uzbūvēta arvien vairāk mūsu kosmosa infrastruktūras kosmosā, kas izgatavoti no materiāliem, kuri tika iegūti kosmosā.
Vienīgais, kas patiesībā būs vajadzīgs, lai pamestu Zemes graujošo gravitāciju, būs mēs, cilvēki, tūristi, kas vēlēsies apmeklēt visu šo kosmosa infrastruktūru.
Protams, lai sasniegtu šo kosmosa nākotni, inženieriem un misiju plānotājiem būs jāizstrādā un jākonstruē tehnoloģija, kas to ļaus.
Tas nozīmē jaunu prototipu, tehnoloģiju un metodoloģiju pārbaudi kalnrūpniecības un kosmosa ražošanas jomā.
Šis ir tāda veida telekomunikāciju satelīta piemērs, kas regulāri tiek palaists kosmosā. Saules paneļu lielums un forma ir atkarīgi no realitātes, ka Zemes gravitācija… sūkā. Jebkuram uzbūvētam kosmosa kuģim visā testa posmā jāspēj izturēt pilnu gravitācijas spēku šeit uz Zemes.
Tad tam jāspēj tikt galā ar brutālo paātrinājumu, drebēšanu un citiem palaišanas spēkiem. Kad tas ir sasniedzis orbītu, tai ir nepieciešams izvērst savus saules paneļus konfigurācijā, kas var radīt enerģiju kosmosa kuģim.
Kā vienmēr, man vienkārši jāsaka vārdi, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops, lai jūs nonāktu panikas un baiļu stāvoklī, iedomājoties sarežģītību un origami precizitāti, kas jānotiek vairāk nekā miljons kilometru attālumā no Zemes, vietā, kur var netiks apkalpoti.
Tagad apskatiet šī mākslinieka ilustrāciju par satelītu, kura saules paneļi tika uzbūvēti pilnībā orbītā, nekad nepiedzīvojot Zemes gravitācijas satricinājumu. Viņi ir komiski, jautri lieli. Un kā izrādās, tas ir efektīvs un rentabls.
Iedomājieties Starptautisko kosmosa staciju ar saules paneļiem, kas bija trīs reizes garāki, bet joprojām ir lieliski spēcīgi un stabili zemas Zemes orbītas mikrogravitācijas vidē.
Šī ir tehnoloģija, kuru Made in Space's Archinaut One izmēģinās jau 2022. gadā, tuvinot mums vienu soli tuvāk šai kosmosā ražotajai ražošanai, kuru turpinu.
2019. gada jūlijā NASA paziņoja, ka ir piešķīrusi USD 73,7 miljonus dolāru 3D ražošanas uzņēmumam Made In Space, kas atrodas Mountain View, Kalifornijā.
Šis līgums palīdzēs finansēt uzņēmuma Archinaut One kosmosa kuģa būvniecību un palaišanu, kas pēc tam demonstrēs kosmosa kuģu komponentu ražošanu un montāžu kosmosā.
Viņi gatavojas būvēt kosmosa kuģi, kas montēs pats savu energosistēmu. Kosmosā.
Ja viss iet labi, Archinaut One jau 2022. gadā dosies uz kosmosu uz Rocket Lab Electron raķetes no Jaunzēlandes.
Tiklīdz tas sasniegs orbītu, kosmosa kuģis uzbūvēs divus desmit metru saules blokus, kas ir pietiekami, lai darbinātu nozares standarta 200 kg satelītu. Tāda veida satelīts, kas kalpo kā sekundārā krava lielākiem palaišanas gadījumiem. Parasti viņiem trūkst enerģijas, un viņiem ir pieejami tikai daži simti vatu jaudas.
Archinaut One izdrukās atbalsta sijas 3D formātā un pēc tam atlocīs saules paneļus kosmosa kuģa abās pusēs.
Izgatavojot visu masīvu kosmosā, mazākam satelītam būs daudz lielāka kosmosa kuģa jaudas iespējas - 5 reizes lielāka -, lai spētu darbināt vairāk zinātnes instrumentu, sakaru instrumentu utt.
Tam ir jēga šeit, Zemes orbītā, bet vēl vairāk jēgas ir dziļāk Saules sistēmā, kur kosmosa kuģim pieejamais saules enerģijas daudzums samazinās.
NASA kosmosa kuģis Juno šobrīd apmeklē Jupiteru, 4 tonnu kosmosa kuģim ir trīs 9 metru saules masīvi, kas satur 18 698 saules baterijas. Šeit uz Zemes viņi spēj saražot 14 kilovatus elektrības. Bet, atrodoties Jupitera orbītā, saules baterijas darbam saņem tikai 1/25 daļu saules gaismas.
NASA ir ieguldījusi vairākās tehnoloģijās, kuras tā sauc par “tippunktiem”. Šīs ir tehnoloģijas, kas ir pārāk riskantas vai sarežģītas, lai kosmiskās aviācijas firmas varētu rentabli attīstīties. Bet, ja NASA var samazināt riskus, tie varētu dot labumu kosmosa izpētei.
Šis bija otrais kontakts, ko Made in Space piešķīra programmai Archinaut. Pirmais līgums, kas tika piešķirts 2016. gadā, bija paredzēts Archinaut uz zemes esošai pārbaudei.
Tas tika ievietots Northrop Grumman termiskā vakuuma testēšanas vidē, kas var atdarināt temperatūras galējības un kosmosa gandrīz vakuuma zemo spiedienu.
Kameras iekšienē Archinaut varēja izgatavot un montēt dažādas konstrukcijas. Tas parādīja, ka tas var pilnīgi autonomi salikt saliekamās sastāvdaļas, piemēram, mezglus un kopnes, kā arī veikt dažādas remonta operācijas.
Pēc šī testa nejaušības, nākamais posms būs tehnoloģijas izmēģināšana kosmosā, ideālā gadījumā līdz 2022.gadam palaižot Archinaut One.
Papildus Archinaut programmai NASA jau vairākus gadus sadarbojas ar Made in Space.
Visslavenākā no šīm partnerībām ir Piedevu ražošanas iekārta (vai AMF), kas šobrīd atrodas uz Starptautiskās kosmosa stacijas un ieradās 2016. gada martā, nodrošinot jauninājumus stacijas iepriekšējam printerim.
Dažos pēdējos gados šis printeris ir izgatavojis desmitiem priekšmetu orbītas mikrogravitācijas vidē no polietilēna. Bet AMF spēj drukāt ar dažādiem materiāliem, piemēram, metāliem un kompozītmateriāliem.
Partnerība ar Made in Space ļauj NASA izgatavot rezerves daļas un salabot orbītā stacijas sadalītos gabalus. Bet tas ļauj arī Made in Space izmēģināt savus vērienīgākos plānus pilnīgai kosmosa ražošanai.
2018. gadā NASA viņiem piešķīra 2. fāzes mazo uzņēmumu inovāciju pētījumu balvu par viņu Vulcan ražošanas sistēmu. Šī ir uz kosmosu balstīta ražošanas sistēma, kas 3D darbu drukāšanai var strādāt ar 30 dažādiem izejvielu materiāliem, piemēram, alumīnija, titāna vai plastmasas kompozītmateriāliem.
Vulcan arī varēs atņemt materiālu, apstrādājot detaļas līdz to galīgajai formai. Un tas viss tiks darīts robotizēti. Mērķis ir būvēt orbītā augstas izturības, augstas precizitātes polimēru un metāliskos komponentus tādā pašā kvalitātes līmenī kā lietas, kuras varat iegādāties šeit, uz Zemes.
Izgatavots kosmosā arī izmēģina tehnoloģiju optisko šķiedru ražošanai kosmosā. Šīs šķiedras pārraida milzīgu datu daudzumu, bet signāls ir jāpastiprina lielākos pārraides attālumos. Pastāv īpaša veida kristāls ar nosaukumu ZBLAN, kam var būt desmitā vai pat simtā daļa tradicionālo šķiedru signāla zuduma, taču to ir grūti izgatavot Zemes gravitācijas ietekmē.
Nesenajā eksperimentā, kas tika piegādāts Starptautiskajai kosmosa stacijai, šīs ZBLAN šķiedras tiks ražotas kosmosā, cerams, ka vienlaikus nobrauks līdz 50 km. Samazinot palaišanas izmaksas, varētu pat būt ekonomiski izdevīgi ražot optiskās šķiedras kabeļus kosmosā un pēc tam tos nogādāt atpakaļ uz Zemes.
Bet ir arī ļoti jēga tos turēt kosmosā, lai izgatavotu sarežģītāku satelīta aparatūru, kas nekad nav zināma Zemes gravitācija.
Ražots kosmosā strādā arī pie tehnoloģijas, kas polietilēnu pārstrādās atpakaļ jaunos 3D drukātos izstrādājumos. Kad kravas pārvadāšana orbītā ir tik dārga, tas liek pārstrādāt to, ko jūs jau esat nosūtījis kosmosā, un tas ļauj izvairīties no nokļūšanas bortā, lai sadedzinātu orbītā.
Tie visi ir tikai daudz lielākas tehnoloģiju stratēģijas, kuras mērķis ir “Made in Space”, mērķis - pilnīgas uz kosmosu balstītas ražošanas un montāžas sistēmas mērķis.
Nākotnē šeit, uz Zemes, tiks izstrādāti satelīti, teleskopi un cita uz kosmosu balstīta aparatūra. Tad izejvielas tiks nogādātas kosmosā ar Archinaut ražošanas sistēmu.
Archinaut ražos visas sastāvdaļas, izmantojot 3D printeri, un pēc tam tās tiks saliktas kopā telpā.
Made in Space ir divas Archinaut garšas, kuras viņi šobrīd ierosina. DILO sistēma izskatās kā astoņstūra tvertne, ko ieskauj saules paneļi ar robotu, kurš no augšas izliekas.
Kannas iekšpusē ir visas kosmosa sakaru antenas izejvielas. Rokas ņem salocītus reflektoru paneļus un pēc tam tos saliek. Paneļu pievienošanai tiek izmantota 3D drukāšana, un pēc tam tie tiek atlocīti sakaru traukā.
Tad kosmosa kuģis izmanto 3D printeri, lai izgatavotu un izspiestu sakaru strēli no sava centra.
Sarežģītāku versiju sauc par ULISSES. Tā ir Archinaut versija ar trim robotizētajiem ieročiem, kas ieskauj 3D printeri. Kosmosa kuģis ražo dažādas kopnes un mezglus un pēc tam izmanto ieročus, lai saliktu tos lielākās un lielākās konstrukcijās. Izmantojot šo tehnoloģiju, tos patiešām ierobežo tikai to izejvielu daudzums, ar kurām kosmosa kuģim jāstrādā.
Tas varētu būvēt kosmiskos teleskopus desmitiem vai pat simtiem metru pāri.
Gabali gatavojas patiesai kosmosa ražošanai un montāžai. Jau 2022. gadā mēs redzēsim, ka kosmosa kuģis kosmosā saliek savus saules paneļus, izveidojot struktūru, kurai nekad nav jāpiedzīvo Zemes gravitācija.
Nākamajos gados mēs redzēsim lielākus un lielākus kosmosa kuģus, kas būvēti gandrīz pilnībā orbītā. Un galu galā, es ceru, ka tie tiks izgatavoti no Saules sistēmas novāktiem materiāliem.
Kādu dienu mēs redzēsim pēdējās kravas raķetes palaišanu. Pēdējo reizi mēs uztraucāmies kaut ko iznest no Zemes masīvā gravitācijas un kosmosā. Kopš tā laika tie būs tikai tūristi.
