I nærmeste fremtid vil de største bygningene ikke bli bygget på planeten, men i verdensrommet. Dette vil hjelpe ingeniører Archinaut - en prototype av en unik 3D-skriver som kan skrive ut strukturer i alle størrelser rett i jordens bane.
Se for deg et bilde: en rakett som skytes opp fra en kosmodrome med et par titalls tonn last om bord. På få minutter akselererer den til 28.000 km / t, og beveger seg bort fra jorden med nesten 480 km. Hva er denne raketten? Kanskje en kommunikasjonssatellitt, et NASA-romfartøy eller en slags militærinstallasjon? Ikke egentlig. Dette er ikke et romskip i det hele tatt: det er ikke plass til et mannskap ombord, men all den nyttige plassen er okkupert av tonn høykvalitets plast- og 3D-utskriftskomponenter som vil være nyttige for en 3D-skriver som allerede venter i bane. Denne futuristiske riggen bruker deretter materialene til å lage en satellitt flere kilometer i området.
Nå virker en satellitt i denne størrelsen fantastisk, men dette er nøyaktig målet som romfartsindustrien har satt seg. I fremtiden vil gigantiske teleskoper, kommunikasjonssatellitter, solcellepaneler og enorme romstasjoner fylle jordens rom, og mange av dem vil være mange ganger større enn de som er bygget på overflaten.
Plasskonstruktør
Hovedkvarter i Mountain View, California, og jobber med å gjøre denne drømmen til virkelighet. De siste årene har de utviklet produksjonsutstyr, en av tre 3D-skrivere designet for plass. Mens deres AMF-kolleger sitter komfortabelt ombord på den internasjonale romstasjonen, planlegger Made In Space å lansere en helt ny skriver som vil fungere helt i et vakuum.
Arkinaut-konsept.
Prototypen, kalt Archinaut, skal etter planen lanseres senere i år. I fremtiden vil slike maskiner kunne skrive ut design av hvilken som helst størrelse i bane. "Vi kan lage en struktur som ikke ville være mulig på jorden fordi den ikke tålte sin egen vekt," forklarer administrerende direktør for Made In Space, Andrew Rush. Den eneste praktiske bruken for et slikt system er der det ikke er noen tyngdekraft.
Salgsfremmende video:
Den første prototypen av Archinaut er for det meste bare et bevis på konsept og vil ikke bli brukt til å skrive ut satellitter når som helst snart. Rush sier at de først vil teste teknologien på jorden, og bare når den testes i praksis, og alle manglene er eliminert, kan den overføres til verdensrommet. Rudranarayan Mukherjee, en robotspesialist ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, mener det er en rekke vanskelige tekniske utfordringer å overvinne først. "Autonomi, manipulerbarhet, kraftkontroll, meteorologiske faktorer er alle aspekter som må vurderes for å skape optimal robotikk."
I tillegg er det ikke bare nødvendig å lære roboter å arbeide effektivt med minimal menneskelig kontroll, men også å fullstendig omstrukturere strukturen i romstrukturer. Standardiserte grensesnitt, designformat, termisk stabilitet for komponenter og andre faktorer spiller en kritisk rolle i konstruksjonen av enorme strukturer i rommet. Deres deler må passe sammen like universelt som LEGO-deler, som lar deg raskt og billig lage forskjellige kombinasjoner av moduler, tilpasse dem til miljøforhold.
Fremtidens romteleskoper
Det Rush sikter til på lang sikt er å utvikle en plattform for å bygge virkelig store og komplekse romteleskoper. "I en nær fremtid vil det vitenskapelige samfunnet trenge 15-, 30- og til og med 100-meters teleskop," sa han. Nick Siegler, sjefsteknolog ved JPL, er enig i at romfartsmiljøer er det optimale valget for å bygge slike teleskoper. Logikken er enkel: på et tidspunkt vil størrelsen på teleskopet overstige størrelsen på rakettfestingen, og selve strukturen vil bli for tung, og ingeniører har ikke noe annet valg enn å sette den sammen i bane. "Å bygge store teleskoper i verdensrommet er ikke et spørsmål om, det er et spørsmål når, det er uunngåelig," forklarer Nick.
3D-skriver for øyeblikket installert på ISS.
Til sammenligning vokser raketter større over tid, og med dem vokser størrelsen på feltene, noe som demonstreres av Falcon Heavy eller det fremtidige SpaceX BFR-prosjektet. Jo større kappel, jo større teleskoper kan skytes fra Jorden uten å måtte samles i verdensrommet. Størrelsen på Falcon Heavy fairing har nådd 5 meter, takket være hvilken sveipingen av fremtidige teleskoper kan økes til 9 meter - dette er en imponerende figur. NASA planlegger også å skyte en rakett ut i verdensrommet med en stor 12-metershylse innen 2020, som vil øke teleskopets feiegrense til 15 meter. Den nåværende rekorden er bare 5 meter.
Men tiden vil komme når rakettfesting ikke lenger vil være i stand til å gi betingelser for transport av teleskoper. Ziegler forklarer at det er mer praktisk og billigere å ikke vente på denne terskelen, men å begynne å utvikle systemer på forhånd, hvis montering vil bli utført i bane. Jo tidligere dette skjer, jo mer perfekt blir systemet, og jo færre problemer vil ingeniører ha. Med nok ressurser og finansiering vil til og med 100-meter teleskoper raskt slutte å være fantasi.
Ytterligere utsikter
Mulighetene for montering og produksjon i rommet er tilnærmet uendelige. Men teknologien er fremdeles i sin spede begynnelse, med den første prototypen ikke en gang ut i verdensrommet ennå. Men vi vet allerede hvilken innvirkning dette vil ha på industrien, fordi det har vært lignende prosjekter før. Det første store prosjektet av denne typen begynte for tjue år siden med byggingen av den internasjonale romstasjonen. ISS er den største strukturen som noen gang er bygget i verdensrommet, og til og med uten bruk av fantastiske roboter eller 3D-skrivere.
Vasily Makarov
