Jak jsem již zmínil v několika epizodách, lidstvo je v trochu přechodném období, v době, kdy má smysl vynášet materiál nahoru a dolů ze zemské gravitace na oběžné dráze a dále. Ale je to opravdu drahé, stojí až 10 000 $ za libru, kterou chcete na oběžné dráze, a 10krát, pokud ji chcete na Měsíci.
V příštích desetiletích se však bude budovat stále více naší vesmírné infrastruktury ve vesmíru, vyrobené z těžených materiálů ve vesmíru.
Jedinou věcí, která skutečně potřebuje opustit těžko přiléhající zemskou gravitaci, budeme my, lidé, turisté, kteří chtějí navštívit veškerou vesmírnou infrastrukturu.
Abychom dosáhli této vesmírné budoucnosti, inženýři a plánovači misí budou samozřejmě muset navrhnout a postavit technologii, která to umožní.
To znamená vyzkoušet nové prototypy, technologie a metodologie pro těžbu a výrobu na základě vesmíru.
Toto je příklad telekomunikačního satelitu, který je pravidelně vypuštěn do vesmíru. Velikost a tvar jeho solárních panelů závisí na skutečnosti, že zemská gravitace ... naštve. Jakákoli postavená kosmická loď musí být schopna zvládnout celou gravitaci tady dole na Zemi, během testovací fáze.
Pak musí být schopen zvládnout brutální zrychlení, otřesy a další vypouštěcí síly. Jakmile dosáhne orbity, musí rozvinout své solární panely do konfigurace, která může generovat energii pro kosmickou loď.
Jako vždy musím říct slova, James Webb Space Telescope, abych vás uvedl do stavu paniky a hrůzy a představoval si složitost a přesnost origami, která se musí odehrát více než milion kilometrů od Země, na místě, které může Opravdu.
Nyní se podívejme na ilustraci satelitu, jehož solární panely byly postaveny zcela na oběžné dráze a nikdy nezažily přísnosti zemské gravitace. Jsou komicky, vesele velcí. A jak se ukazuje, efektivní a nákladově efektivní.
Představte si Mezinárodní kosmickou stanici se solárními panely, které byly třikrát delší, ale stále dokonale silné a stabilní v mikrogravitačním prostředí na oběžné dráze Země.
Toto je technologie, kterou Archinaut One společnosti Made in Space bude testovat již v roce 2022, což nás přiblíží o krok blíže k vesmírné výrobě, o které se stále dál bavím.
V červenci 2019 NASA oznámila, že udělila 73,7 milionu dolarů společnosti Made In Space, 3D výrobní společnosti se sídlem v Mountain View v Kalifornii.
Tato smlouva pomůže financovat výstavbu a spuštění vesmírné lodi společnosti Archinaut One, která poté předvede výrobu a montáž součástí kosmické lodi ve vesmíru.
Budou stavět kosmickou loď, která sestaví svůj vlastní energetický systém. Ve vesmíru.
Pokud bude vše v pořádku, Archinaut One vyrazí do vesmíru na palubě raketové raketové raketové rakety z Nového Zélandu již v roce 2022.
Jakmile se dostane na oběžné dráze, kosmická loď postaví dvě desetimetrová solární pole, dostačující k napájení průmyslového standardu 200 kg satelitu. Druh satelitu, který slouží jako sekundární užitečné zatížení při větších startech. Obecně jsou slabí a mají k dispozici jen několik set wattů energie.
Archinaut One bude 3D tisknout podpůrné paprsky a poté rozvinout solární panely na obou stranách kosmické lodi.
Tím, že vyrobí celé pole ve vesmíru, bude mít menší satelit výkonové schopnosti mnohem většího kosmického plavidla - 5krát výkonnějšího - schopného napájet více vědeckých nástrojů, komunikačních nástrojů atd.
To má smysl zde na oběžné dráze Země, ale dává to ještě větší smysl hlouběji do Sluneční soustavy, kde množství sluneční energie dostupné pro kosmickou loď klesá.
Kosmická loď Juno NASA v současné době navštěvuje Jupiter, čtyřtunová kosmická loď má tři 9metrová solární pole obsahující 18 698 solárních článků. Zde na Zemi dokážou vyrobit 14 kilowattů elektřiny. Ale na oběžné dráze Jupiteru získají solární články jen 1 / 25th množství slunečního světla, se kterým mohou pracovat.
NASA investuje do několika technologií, které nazývá „body zvratu“. Jedná se o technologie, které jsou příliš riskantní nebo složité na to, aby se letecké společnosti mohly rentabilně rozvíjet. Pokud však NASA sníží rizika, mohla by prospět komerčnímu průzkumu vesmíru.
Toto byl druhý kontakt udělený Made in Space pro program Archinaut. První zakázka zadaná v roce 2016 byla na pozemním testu Archinautu.
Byl vložen do testovacího prostředí pro vakuové testování Northrop Grumman, které může napodobovat extrémní teploty a nízký tlak blízkého vakua v prostoru.
Uvnitř komory byl Archinaut schopen vyrobit a sestavit různé struktury. Ukázalo se, že dokáže kompletně sestavit prefabrikované komponenty, jako jsou uzly a vazníky, a také různé opravy.
S tímto testem z cesty bude další etapou vyzkoušení technologie ve vesmíru a spuštění Archinaut One ideálně do roku 2022.
Kromě programu Archinaut spolupracuje NASA již několik let s Made in Space.
Nejznámějším partnerem tohoto partnerství je výrobní zařízení pro výrobu aditiv (AMitive), které je v současné době na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, která dorazila v březnu 2016 a poskytuje upgrade na předchozí tiskárnu stanice.
Během několika posledních let tato tiskárna vytvořila desítky objektů v mikrogravitačním prostředí na oběžné dráze z polyethylenu. AMF je však schopen tisknout s různými materiály, jako jsou kovy a kompozity.
Partnerství s Made in Space umožňuje NASA vyrobit náhradní díly a opravit zlomené části stanice na oběžné dráze. Ale také umožňuje Made in Space vyzkoušet jejich ambicióznější plány pro výrobu na plný prostor.
V roce 2018 jim NASA udělila za svůj výrobní systém Vulcan ocenění za výzkum fáze 2 Small Business Innovation Research. Jedná se o výrobní systém založený na vesmíru, který umožňuje tisknout 3D předměty s 30 různými surovinami, jako je hliník, titan nebo plastové kompozity.
Vulcan bude také moci odečíst materiál a opracovat součásti až do jejich konečných tvarů. A to vše bude provedeno roboticky. Cílem je vybudovat vysoce přesné, vysoce přesné polymerní a kovové komponenty na oběžné dráze na stejné úrovni kvality jako věci, které si můžete koupit tady na Zemi.
Made in Space také testuje technologii výroby optických vláken ve vesmíru. Tato vlákna přenášejí obrovské množství dat, ale signál je třeba posílit na delší přenosové vzdálenosti. Existuje zvláštní druh krystalu zvaný ZBLAN, který by mohl mít desetinu nebo dokonce stotinu ztráty signálu z tradičních vláken, ale těžko se dá vyrobit v gravitaci Země.
Nedávný experiment dodaný Mezinárodní kosmické stanici bude vyrábět tato vlákna ZBLAN ve vesmíru, doufejme, že produkuje až 50 km najednou. Protože se náklady na spouštění snižují, mohlo by mít dokonce ekonomický smysl vyrábět kabely z optických vláken ve vesmíru a poté je přivést zpět na Zemi.
Dává to však také smysl držet je ve vesmíru, vyrábět sofistikovanější satelitní hardware, který nikdy nebyl známý jako gravitace Země.
Made in Space také pracuje na technologii, která recykluje polyethylen zpět do nových 3D tiskovin. Když je tak drahé letět nákladem na oběžnou dráhu, recykluje to, co jste již poslali do vesmíru, a ušetří jej tak, aby se skládka přes palubu spálila na oběžné dráze.
To vše jsou jen kousky mnohem větší technologické strategie, na kterou Made in Space pracuje - cíl kompletního výrobního a montážního systému založeného na prostoru.
V budoucnu budou zde na Zemi navrženy satelity, dalekohledy a další vesmírný hardware. Poté budou suroviny vypuštěny do prostoru s výrobním systémem Archinaut.
Archinaut bude vyrábět všechny součásti pomocí své 3D tiskárny, a pak se budou skládat dohromady v prostoru.
Made in Space má dvě varianty Archinautu, které právě teď navrhují. Systém DILO vypadá jako osmiúhelníkový kanystr obklopený solárními panely s robotickou paží, která vyčnívá nahoru.
Uvnitř nádoby jsou všechny suroviny pro komunikační anténu na bázi prostoru. Rameno vezme složené reflektorové panely a poté je sestaví. K připojení panelů používá 3D tisk a poté se rozloží do komunikační misky.
Kosmická loď pak používá 3D tiskárnu k výrobě a vytlačování komunikačního rozmachu z jeho středu.
Pokročilejší verze se nazývá ULISSES. Je to verze Archinautu se třemi robotickými rameny obklopující 3D tiskárnu. Kosmická loď vyrábí různé příhradové nosníky a uzly a poté pomocí svých zbraní je sestavuje do větších a větších struktur. Díky této technologii jsou skutečně omezeny pouze množstvím surovin, se kterými musí kosmická loď pracovat.
Mohl by postavit vesmírné dalekohledy napříč desítkami nebo dokonce stovkami metrů.
Kusy se scházejí pro skutečnou výrobu a montáž na základě prostoru. Již v roce 2022 uvidíme kosmickou loď, jak sestavuje své vlastní solární panely ve vesmíru a vytváří strukturu, která nikdy nemusí zažít gravitaci Země.
A v příštích letech uvidíme větší a větší kosmickou loď postavenou téměř úplně na oběžné dráze. A nakonec doufám, že budou vyrobeny z materiálu získaného ze Sluneční soustavy.
Jednoho dne uvidíme spuštění poslední nákladní rakety. Naposledy jsme se obtěžovali nést cokoli z masivní gravitace Země a ven do vesmíru. Od té doby to budou jen turisté.
