Как я уже упоминал в нескольких эпизодах, человечество находится в некотором переходном периоде, времени, когда имеет смысл запускать материал вверх и из гравитации Земли на орбиту и дальше. Но это действительно дорого, стоит до 10 000 долларов за фунт, который вы хотите на орбите, и в 10 раз, если вы хотите его на Луне.
Но в ближайшие десятилетия все больше и больше нашей космической инфраструктуры будет построено в космосе, изготовленные из материалов, которые были добыты в космосе.
Единственное, что действительно нужно для того, чтобы хорошо покидать цепную гравитацию Земли, - это мы, люди, туристы, желающие посетить всю эту космическую инфраструктуру.
Конечно, чтобы достичь этого космического будущего, инженерам и планировщикам миссий потребуется разработать и создать технологию, которая сделает это возможным.
Это означает тестирование новых прототипов, технологий и методологий для добычи полезных ископаемых и космического производства.
Это пример телекоммуникационного спутника, который регулярно запускается в космос. Размер и форма его солнечных панелей зависят от реальности того, что гравитация Земли… отстой. Любой построенный космический корабль должен иметь возможность выдерживать полную гравитацию здесь, на Земле, на протяжении всей фазы испытаний.
Тогда он должен уметь справляться с жестоким ускорением, сотрясением и другими силами запуска. Как только он достигает орбиты, ему необходимо развернуть свои солнечные панели в конфигурацию, которая может генерировать энергию для космического корабля.
Как всегда, мне просто нужно сказать слова, космический телескоп Джеймса Вебба, чтобы привести вас в состояние паники и страха, представляя сложность и точность оригами, которые должны произойти на расстоянии более миллиона километров от Земли, в месте, которое может не обслуживаться
Теперь взгляните на иллюстрацию этого художника о спутнике, солнечные панели которого были построены полностью на орбите, никогда не испытывая суровости земной гравитации. Они смешные, смешно большие. И, как оказалось, эффективно и экономично.
Представьте себе Международную космическую станцию с солнечными панелями, которые были в три раза длиннее, но при этом были абсолютно прочными и стабильными в условиях микрогравитации на околоземной орбите.
Эта технология, которую Archinaut One производства Made in Space будет испытывать уже в 2022 году, приблизит нас на один шаг к тому космическому производству, о котором я продолжаю рассказывать.
В июле 2019 года НАСА объявило, что выделило 73,7 миллиона долларов компании Made In Space, производственной компании 3D, базирующейся в Маунтин-Вью, штат Калифорния.
Этот контракт поможет финансировать строительство и запуск космического корабля Archinaut One, который затем продемонстрирует изготовление и сборку компонентов космического корабля в космосе.
Они собираются построить космический корабль, который соберет свою собственную энергетическую систему. В космосе.
Если все пойдет хорошо, Archinaut One отправится в космос на борту ракеты Rocket Lab Electron из Новой Зеландии уже в 2022 году.
Как только он достигнет орбиты, космический корабль построит две десятиметровые солнечные батареи, достаточные для питания стандартного 200-килограммового спутника. Тип спутника, который служит вторичной полезной нагрузкой при больших запусках. Как правило, они недостаточно мощны, и им доступно всего несколько сотен ватт мощности.
Archinaut One выполнит 3D-печать опорных балок, а затем развернет солнечные панели с обеих сторон космического корабля.
Производя весь массив в космосе, меньший спутник будет обладать мощностями гораздо более крупных космических аппаратов - в 5 раз больше мощности - способных питать больше научных приборов, средств связи и т. Д.
Это имеет смысл здесь, на околоземной орбите, но это имеет еще больше смысла вглубь Солнечной системы, где количество солнечной энергии, доступной космическому кораблю, уменьшается.
Космический аппарат НАСА Юнона в настоящее время посещает Юпитер, 4-тонный космический аппарат имеет три 9-метровых солнечных блока, содержащих 18 698 солнечных элементов. Здесь, на Земле, они способны вырабатывать 14 киловатт электроэнергии. Но на орбите Юпитера солнечные элементы получают только 1/25 солнечного света для работы.
НАСА инвестирует в несколько технологий, которые он называет «переломными моментами». Это технологии, которые слишком рискованны или сложны для прибыльного развития аэрокосмических фирм. Но если НАСА сможет снизить риски, они могут принести пользу коммерческому освоению космоса.
Это был второй контакт, врученный Made in Space программе Archinaut. Первый контракт, заключенный еще в 2016 году, был для наземных испытаний Archinaut.
Он был помещен в среду термовакуумных испытаний Northrop Grumman, которая может имитировать экстремальные температуры и низкое давление почти вакуумного пространства.
Внутри камеры Арчинаут смог изготовить и собрать различные конструкции. Он продемонстрировал, что может автономно собирать готовые компоненты, такие как узлы и фермы, а также выполнять различные ремонтные работы.
После этого испытания следующим этапом станет проверка технологии в космосе, и к 2022 году в идеале должен быть запущен Archinaut One.
В дополнение к программе Archinaut, НАСА уже несколько лет работает с «Сделано в космосе».
Самым известным из этого партнерства является установка для производства добавок (или AMF), в настоящее время находящаяся на борту Международной космической станции, которая прибыла в марте 2016 года, обеспечивая модернизацию предыдущего принтера станции.
За последние несколько лет этот принтер изготовил десятки объектов в условиях микрогравитации на орбите из полиэтилена. Но AMF может печатать с различными материалами, такими как металлы и композиты.
Партнерство с Made in Space позволяет НАСА создавать запасные части и ремонтировать сломанные части станции на орбите. Но это также позволяет Made in Space опробовать свои более амбициозные планы по производству в космосе.
В 2018 году НАСА присудило им награду «Фаза 2 за инновации в сфере малого бизнеса» за их производственную систему Vulcan. Это космическая производственная система, которая может работать с 30 различными материалами, такими как алюминий, титан или пластмасса, для печати 3D-объектов.
Vulcan также сможет вычитать материал, обрабатывая детали до их окончательной формы. И все это будет сделано роботом. Цель состоит в том, чтобы создать высокопрочные, высокоточные полимерные и металлические компоненты на орбите с тем же уровнем качества, что и вещи, которые вы можете купить здесь, на Земле.
Made in Space также испытывает технологию производства оптических волокон в космосе. Эти волокна передают огромное количество данных, но сигнал необходимо усиливать на более длинных дистанциях передачи. Существует особый вид кристаллов, называемый ZBLAN, который может дать десятую или даже сотую потерю сигнала традиционным волокнам, но его трудно изготовить в условиях земной гравитации.
Недавний эксперимент, доставленный на Международную космическую станцию, произведет эти волокна ZBLAN в космосе, возможно, производя до 50 км за один раз. Поскольку затраты на запуск снижаются, может быть даже экономически целесообразно производить волоконно-оптические кабели в космосе и затем возвращать их на Землю.
Но также имеет смысл держать их в космосе, чтобы создавать более сложные спутниковые аппаратные средства, которые никогда не знали о гравитации Земли.
Made in Space также работает над технологией, которая позволит перерабатывать полиэтилен в новые 3D-печатные изделия. Когда вылетать груз на орбиту так дорого, это заставляет перерабатывать то, что вы уже отправили в космос, и избавляет его от выброса за борт для сжигания на орбите.
Это всего лишь части гораздо более крупной технологической стратегии, к которой стремится «Сделано в космосе» - цель создания космической производственной и сборочной системы.
В будущем здесь, на Земле, будут спроектированы спутники, телескопы и другое космическое оборудование. Затем сырье будет запущено в космос с производственной системой Archinaut.
Archinaut будет изготавливать все комплектующие с помощью своего 3D-принтера, а затем они будут собираться вместе в космосе.
У Made in Space есть два варианта Archinaut, которые они предлагают прямо сейчас. Система DILO выглядит как восьмиугольная канистра, окруженная солнечными панелями с роботизированной рукой, торчащей сверху.
Внутри канистры находится все сырье для космической антенны связи. Рука берет сложенные отражающие панели и затем собирает их. Для крепления панелей используется 3D-печать, а затем они разворачиваются в коммуникационную тарелку.
Затем космический корабль использует 3D-принтер для производства и выдавливания коммуникационного бум из своего центра.
Более продвинутая версия называется ULISSES. Это версия Archinaut с тремя роботизированными руками, окружающими 3D-принтер. Космический корабль производит различные фермы и узлы, а затем использует свои руки, чтобы собрать их в большие и большие структуры. С этой технологией они действительно ограничены только количеством сырья, с которым космический корабль должен работать.
Он мог бы построить космические телескопы десятками или даже сотнями метров в поперечнике.
Части собираются вместе для истинного космического производства и сборки. Уже в 2022 году мы увидим, как космический корабль собирает свои собственные солнечные панели в космосе, создавая структуру, которая никогда не должна испытывать гравитацию Земли.
И в ближайшие годы мы увидим все большие и большие космические корабли, построенные почти полностью на орбите. И в конце концов, я надеюсь, они будут сделаны из материала, собранного из Солнечной системы.
Когда-нибудь мы увидим запуск последней грузовой ракеты. В прошлый раз мы удосужились доставить что-либо из массивной гравитации Земли в космос. С тех пор это будут только туристы.
