Ako som už spomenul vo viacerých epizódach, ľudstvo je v trochu prechodnom období, v čase, keď má zmysel uviesť materiál z ťažiska Zeme na obežnú dráhu aj mimo nej. Ale je to naozaj drahé, stojí až 10 000 dolárov za libru, ktoré chcete na obežnej dráhe, a desaťkrát, ak to chcete na Mesiaci.
V nadchádzajúcich desaťročiach sa však bude budovať stále viac a viac našej vesmírnej infraštruktúry vo vesmíre, vyrobené z ťažených materiálov vo vesmíre.
Jedinou vecou, ktorá skutočne potrebuje opustiť ťažkú zemskú gravitáciu, budeme my, ľudia, turisti, ktorí chcú navštíviť všetku vesmírnu infraštruktúru.
Aby sa dosiahla táto vesmírna budúcnosť, inžinieri a plánovači misií budú musieť, samozrejme, navrhnúť a skonštruovať technológiu, ktorá to umožní.
To znamená testovanie nových prototypov, technológií a metodík ťažby a výroby vo vesmíre.
Toto je príklad telekomunikačného satelitu, ktorý sa pravidelne vypúšťa do vesmíru. Veľkosť a tvar jeho solárnych panelov závisí od skutočnosti, že zemská gravitácia ... naštve. Každá postavená kozmická loď musí byť schopná zvládnuť celú gravitáciu tu dole na Zemi, počas celej testovacej fázy.
Potom musí byť schopný zvládnuť brutálne zrýchlenie, otriasanie a iné štartovacie sily. Akonáhle dosiahne obežnú dráhu, musí rozvinúť svoje solárne panely do konfigurácie, ktorá môže generovať energiu pre kozmickú loď.
Ako vždy, musím povedať slová, James Webb Space Telescope, aby som vás dostal do stavu paniky a hrôzy a predstavoval som si zložitosť a presnosť origami, ktorá sa musí vyskytnúť viac ako milión kilometrov od Zeme na mieste, ktoré môže nebudem mať servis.
Teraz sa pozrite na ilustráciu satelitu, ktorého solárne panely boli postavené výlučne na obežnej dráhe a nikdy nezažívali prísnosť zemskej gravitácie. Sú komicky, veselo veľké. A ako sa ukazuje, je efektívny a nákladovo efektívny.
Predstavte si Medzinárodnú vesmírnu stanicu so solárnymi panelmi, ktoré boli trikrát dlhšie, ale stále dokonale silné a stabilné v mikrogravitačnom prostredí na obežnej dráhe Zeme.
Toto je technológia, ktorú Archinaut One spoločnosti Made in Space bude testovať už v roku 2022, čím sa dostávame o krok bližšie k vesmírnej výrobe, v ktorej stále pokračujem.
V júli 2019 NASA oznámila, že spoločnosti Made In Space, výrobnej spoločnosti 3D so sídlom v Mountain View v Kalifornii, udelila 73,7 milióna dolárov.
Táto zmluva pomôže financovať výstavbu a spustenie vesmírnej lode spoločnosti Archinaut One, ktorá potom preukáže výrobu a montáž komponentov kozmickej lode vo vesmíre.
Postavia kozmickú loď, ktorá zostaví svoj vlastný energetický systém. Vo vesmíre.
Ak všetko pôjde dobre, Archinaut One vyrazí do vesmíru na palube raketovej raketovej elektrónovej rakety z Nového Zélandu už v roku 2022.
Akonáhle dosiahne obežnú dráhu, kozmická loď skonštruuje dve desaťmetrové solárne polia, ktoré sú dostatočné na napájanie štandardného 200 kg satelitu. Druh satelitu, ktorý slúži ako vedľajšie užitočné zaťaženie pri väčších začiatočných dráhach. Všeobecne sú nedostatočne vybavené a majú k dispozícii iba niekoľko stoviek wattov.
Archinaut One bude 3D tlačiť podporné lúče a potom rozvinúť solárne panely na oboch stranách kozmickej lode.
Pri výrobe celého poľa vo vesmíre bude mať menší satelit výkonové schopnosti oveľa väčšej kozmickej lode - päťkrát väčšej sily - schopný napájať viac vedeckých nástrojov, komunikačných nástrojov atď.
To má zmysel tu na obežnej dráhe Zeme, ale to dáva ešte väčší zmysel hlbšie do slnečnej sústavy, kde množstvo slnečnej energie, ktorá je k dispozícii pre kozmickú loď, klesá.
Kozmická loď Juno NASA v súčasnosti navštevuje Jupiter. Táto 4-tonová kozmická loď má tri 9-metrové solárne polia obsahujúce 18 698 solárnych článkov. Tu na Zemi dokážu vyrobiť 14 kilowattov elektriny. Ale na obežnej dráhe Jupitera dostanú solárne články len 1/25 slnečného svetla.
NASA investuje do niekoľkých technológií, ktoré nazýva „body zvratu“. Ide o technológie, ktoré sú príliš riskantné alebo komplikované na to, aby sa letecké spoločnosti mohli ziskovo rozvíjať. Ak však NASA dokáže znížiť riziká, mohli by mať z toho úžitok komerčný prieskum vesmíru.
Toto bol druhý kontakt udelený programu Made in Space za program Archinaut. Prvá zákazka zadaná v roku 2016 sa týkala pozemného testu Archinaut.
Bol vložený do testovacieho prostredia pre tepelné vákuum Northrop Grumman, ktoré môže napodobňovať extrémne teploty a nízky tlak blízkeho vákua v priestore.
Vo vnútri komory bol Archinaut schopný vyrobiť a zostaviť rôzne štruktúry. Preukázalo sa, že dokáže kompletne autonómne zostavovať predpripravené komponenty, ako sú uzly a nosníky, ako aj rôzne opravy.
S týmto testom z cesty bude ďalšou etapou testovanie technológie vo vesmíre a spustenie Archinaut One ideálne do roku 2022.
NASA okrem programu Archinaut spolupracuje už niekoľko rokov s programom Made in Space.
Najslávnejšie z tohto partnerstva je výrobný závod aditív (AMitive Manufacturing Facility), ktorý je momentálne na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice, ktorá dorazila v marci 2016 a poskytuje upgrade predchádzajúcej tlačiarne tejto stanice.
V posledných rokoch táto tlačiareň vytvorila desiatky predmetov v mikrogravitačnom prostredí na obežnej dráhe z polyetylénu. Ale AMF je schopný tlačiť s rôznymi materiálmi, ako sú kovy a kompozity.
Spolupráca so spoločnosťou Made in Space umožňuje NASA vyrábať náhradné diely a opravovať zlomené časti stanice na obežnej dráhe. Ale tiež umožňuje spoločnosti Made in Space vyskúšať svoje ambicióznejšie plány na výrobu v plnom priestore.
V roku 2018 im NASA udelila za svoj výrobný systém Vulcan ocenenie Phase 2 Small Business Innovation Research Award. Jedná sa o výrobný systém založený na vesmíre, ktorý dokáže tlačiť 3D predmety s 30 rôznymi surovinami, ako je napríklad hliník, titán alebo plasty.
Vulcan bude tiež schopný odpočítať materiál, obrábať diely až do ich konečných tvarov. A bude to všetko robené roboticky. Cieľom je vybudovať vysoko presné, vysoko presné polymérne a kovové komponenty na obežnej dráhe s rovnakou úrovňou kvality ako veci, ktoré si môžete kúpiť tu na Zemi.
Made in Space testuje technológiu výroby optických vlákien vo vesmíre. Tieto vlákna prenášajú obrovské množstvo údajov, ale signál sa musí zosilniť na dlhšie prenosové vzdialenosti. Existuje špeciálny druh kryštálu zvaný ZBLAN, ktorý môže mať desatinu alebo dokonca stotinu straty signálu z tradičných vlákien, ale je ťažké ho vyrobiť v gravitácii na Zemi.
Nedávny experiment dodaný Medzinárodnej vesmírnej stanici bude vyrábať tieto vlákna ZBLAN vo vesmíre, dúfajme, že vyprodukuje až 50 km naraz. Keď sa náklady na spustenie znížia, môže byť dokonca ekonomicky výhodné vyrábať káble z optických vlákien vo vesmíre a potom ich priviesť späť na Zem.
Dáva to však zmysel aj na ich uchovávanie vo vesmíre, na výrobu sofistikovanejšieho satelitného hardvéru, ktorý nikdy nebol známy ako gravitácia Zeme.
Made in Space tiež pracuje na technológii, ktorá recykluje polyetylén späť do nových 3D tlačených položiek. Keď je tak drahé letieť nákladom na obežnú dráhu, recykluje to, čo ste už poslali do vesmíru, a šetrí ho tak, aby sa vyhodil cez palubu a spálil na obežnej dráhe.
Toto všetko sú len kúsky oveľa väčšej technologickej stratégie, na ktorú sa spoločnosť Made in Space snaží - cieľ výroby a montáže v celom priestore.
V budúcnosti sa tu na Zemi navrhnú satelity, ďalekohľady a iný vesmírny hardvér. Potom sa suroviny uvedú do vesmíru s výrobným systémom Archinaut.
Archinaut bude vyrábať všetky súčasti pomocou svojej 3D tlačiarne a potom ich spolu zostavia v priestore.
Made in Space má dve varianty Archinautu, ktoré práve teraz ponúkajú. Systém DILO vyzerá ako osemhranná nádoba obklopená solárnymi panelmi s robotickým ramenom, ktoré vyčnieva hore.
Vo vnútri nádoby sú všetky suroviny pre vesmírnu komunikačnú anténu. Rameno má zložené odrazové panely a potom ich zostavuje. Na pripevnenie panelov sa používa 3D tlač a potom sa rozložia do komunikačnej misky.
Kozmická loď potom používa 3D tlačiareň na výrobu a vytlačenie komunikačného boomu zo svojho stredu.
Pokročilejšia verzia sa nazýva ULISSES. Je to verzia Archinautu s tromi robotickými ramenami obklopujúcimi 3D tlačiareň. Kozmická loď vyrába rôzne nosníky a uzly a potom pomocou ramien ich zbiera do väčších a väčších štruktúr. S touto technológiou sú skutočne obmedzené iba množstvom surovín, s ktorými musí kozmická loď pracovať.
Mohla by postaviť vesmírne teleskopy o veľkosti desiatok až stoviek metrov.
Tieto kusy sa spájajú na výrobu a montáž skutočného priestoru. Už v roku 2022 uvidíme, ako kozmická loď zostavuje svoje vlastné solárne panely vo vesmíre a vytvára štruktúru, ktorá nikdy nemusí zažiť gravitáciu Zeme.
A v nasledujúcich rokoch uvidíme väčšie a väčšie kozmické lode postavené takmer úplne na obežnej dráhe. A nakoniec dúfam, že budú vyrobené z materiálu zozbieraného zo slnečnej sústavy.
Jedného dňa uvidíme spustenie poslednej nákladnej rakety. Naposledy sme sa obťažovali prenášať čokoľvek z obrovskej gravitácie Zeme dobre a von do vesmíru. Od tej doby to budú len turisti.
