ดังที่ฉันได้กล่าวไปแล้วในหลายตอนตอนนี้มนุษยชาติกำลังอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านซึ่งเป็นเวลาที่เหมาะสมที่จะนำวัสดุขึ้นและออกจากแรงโน้มถ่วงของโลกสู่วงโคจรและอื่น ๆ แต่มันมีราคาแพงจริง ๆ ซึ่งมีราคาสูงถึง $ 10,000 ต่อปอนด์ที่คุณต้องการในวงโคจรและ 10 เท่าถ้าคุณต้องการมันบนดวงจันทร์
แต่ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้พื้นที่ของเราจะถูกสร้างขึ้นมากขึ้นเรื่อย ๆ ในที่ว่างผลิตจากวัสดุที่ขุด ในที่ว่าง.
สิ่งเดียวที่จริง ๆ แล้วจะต้องออกจากแรงโน้มถ่วงของโลกจะเป็นเรามนุษย์นักท่องเที่ยวที่ต้องการเยี่ยมชมโครงสร้างพื้นฐานอวกาศทั้งหมด
แน่นอนเพื่อให้บรรลุถึงพื้นที่ว่างในอนาคตวิศวกรและนักวางแผนภารกิจจะต้องออกแบบและสร้างเทคโนโลยีที่จะทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้
นั่นหมายถึงการทดสอบต้นแบบเทคโนโลยีและวิธีการใหม่ ๆ สำหรับการขุดและการผลิตบนพื้นที่
นี่คือตัวอย่างของดาวเทียมสื่อสารชนิดหนึ่งที่เปิดตัวสู่อวกาศเป็นประจำ ขนาดและรูปร่างของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับความจริงที่แรงโน้มถ่วงของโลก…ดูด ยานอวกาศใด ๆ ที่สร้างขึ้นจะต้องสามารถจัดการกับแรงโน้มถ่วงเต็มรูปแบบได้ที่นี่บนโลกตลอดช่วงการทดสอบ
จากนั้นจะต้องสามารถรับมือกับการเร่งความเร็วที่โหดร้ายการเขย่าและการบังคับอื่น ๆ ของการเปิดตัว เมื่อถึงวงโคจรมันจะต้องเปิดแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นโครงร่างที่สามารถผลิตพลังงานสำหรับยานอวกาศได้
และเช่นเคยฉันแค่ต้องพูดคำว่า James Webb Space Telescope เพื่อนำคุณเข้าสู่ภาวะตื่นตระหนกและหวาดกลัวจินตนาการถึงความซับซ้อนและความแม่นยำของการพับกระดาษที่ต้องเกิดขึ้นมากกว่าหนึ่งล้านกิโลเมตรจากโลกในสถานที่ที่สามารถ ไม่ได้รับการบริการ
ทีนี้ลองดูภาพประกอบของศิลปินคนนี้เกี่ยวกับดาวเทียมที่แผงโซลาร์เซลล์ถูกสร้างขึ้นในวงโคจรโดยสิ้นเชิงไม่เคยได้สัมผัสกับแรงโน้มถ่วงของโลก พวกเขาใหญ่ตลกเฮฮา และเมื่อมันปรากฏออกมามีประสิทธิภาพและคุ้มค่า
ลองนึกภาพสถานีอวกาศนานาชาติที่มีแผงโซลาร์ที่มีความยาวสามเท่า แต่ยังคงแข็งแกร่งและเสถียรอย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมไร้น้ำหนักของวงโคจรโลกต่ำ
นี่คือเทคโนโลยีที่ผลิตใน Archinaut One ของ Made in Space ซึ่งจะทำการทดสอบในช่วงต้นปีพ. ศ. 2565 ทำให้เราเข้าใกล้การผลิตตามพื้นที่นั้นมากขึ้น
ในเดือนกรกฎาคม 2562 องค์การนาซ่าประกาศว่าได้มอบรางวัล 73.7 ล้านดอลลาร์ให้กับ Made In Space บริษัท ผลิต 3D ซึ่งตั้งอยู่ที่เมาน์เทนวิวแคลิฟอร์เนีย
สัญญานี้จะช่วยสนับสนุนการก่อสร้างและการเปิดตัวยานอวกาศ Archinaut One ของ บริษัท ซึ่งจะสาธิตการผลิตและประกอบชิ้นส่วนยานอวกาศในอวกาศ
พวกเขากำลังจะสร้างยานอวกาศที่จะรวบรวมระบบพลังงานของตัวเอง ในที่ว่าง.
หากทุกอย่างไปได้ด้วยดี Archinaut One จะออกเดินทางไปยังอวกาศด้วยจรวด Rocket Lab Electron จากนิวซีแลนด์ในปี 2022
เมื่อมันมาถึงวงโคจรยานอวกาศจะสร้างแผงโซลาร์เซลล์สิบสองเมตรเพียงพอที่จะใช้พลังงานกับดาวเทียมขนาด 200 กิโลกรัมที่เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม ชนิดของดาวเทียมที่ทำหน้าที่เป็นส่วนบรรจุสำรองสำหรับการเปิดตัวขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้วพวกเขากำลังตกอยู่ในอำนาจเพียงไม่กี่ร้อยวัตต์เท่านั้น
Archinaut One จะพิมพ์แบบสามมิติของคานรองรับแล้วคลี่แผงโซลาร์เซลล์ที่ด้านข้างของยานอวกาศ
ด้วยการผลิตอาเรย์ทั้งหมดในอวกาศดาวเทียมขนาดเล็กจะมีความสามารถด้านพลังงานของยานอวกาศขนาดใหญ่กว่ามาก - 5 เท่าของกำลัง - สามารถใช้กับเครื่องมือวิทยาศาสตร์เครื่องมือสื่อสารและอื่น ๆ
เรื่องนี้ทำให้รู้สึกถึงที่นี่ในวงโคจรของโลก แต่มันทำให้รู้สึกลึกซึ้งยิ่งขึ้นในระบบสุริยะซึ่งปริมาณของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ในยานอวกาศลดลง
ยานอวกาศจูโนของนาซ่ากำลังไปเยี่ยมจูปิเตอร์ยานอวกาศขนาด 4 ตันมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 9 เมตรสามแผงซึ่งประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ 18,698 แผง ที่นี่ที่โลกพวกเขาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 14 กิโลวัตต์ แต่เมื่ออยู่ในวงโคจรของดาวพฤหัสเซลล์แสงอาทิตย์จะได้รับปริมาณแสงแดดเพียง 1 ใน 25 เท่านั้น
นาซ่าได้ลงทุนในเทคโนโลยีหลายอย่างซึ่งเรียกว่า "จุดเปลี่ยน" สิ่งเหล่านี้เป็นเทคโนโลยีที่มีความเสี่ยงหรือซับซ้อนเกินกว่าที่ บริษัท การบินและอวกาศจะสามารถทำกำไรได้ แต่ถ้านาซ่าสามารถลดความเสี่ยงได้พวกเขาก็จะได้ประโยชน์ในการสำรวจอวกาศเชิงพาณิชย์
นี่เป็นครั้งที่สองที่ได้รับรางวัลติดต่อกับ Made in Space สำหรับโปรแกรม Archinaut สัญญาฉบับแรกที่ได้รับรางวัลในปี 2559 นั้นเป็นการทดสอบตามพื้นดินของ Archinaut
มันถูกนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมการทดสอบความร้อนสูญญากาศของ Northrop Grumman ซึ่งสามารถเลียนแบบอุณหภูมิและความดันต่ำของสุญญากาศใกล้พื้นที่
ภายในห้อง Archinaut สามารถผลิตและประกอบโครงสร้างต่าง ๆ ได้ มันแสดงให้เห็นว่ามันสามารถประกอบชิ้นส่วนที่เตรียมไว้ล่วงหน้าเช่นโหนดและโครงข้อหมุนได้อย่างสมบูรณ์แบบอิสระเช่นเดียวกับการดำเนินการซ่อมแซมต่างๆ
ด้วยการทดสอบครั้งนี้ขั้นตอนต่อไปคือการทดสอบเทคโนโลยีในอวกาศด้วยการเปิดตัว Archinaut One ในปี 2022
นอกเหนือจากโปรแกรม Archinaut แล้ว NASA ยังทำงานร่วมกับ Made in Space มาหลายปีแล้ว
สิ่งที่มีชื่อเสียงมากที่สุดของความร่วมมือครั้งนี้คือโรงงานผลิตสารเติมแต่ง (หรือ AMF) ซึ่งอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งมาถึงในเดือนมีนาคม 2559 เพื่อทำการอัปเกรดเป็นเครื่องพิมพ์ก่อนหน้าของสถานี
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเครื่องพิมพ์นี้ได้สร้างวัตถุหลายสิบชนิดในสภาวะไร้น้ำหนักของวงโคจรที่ทำจากโพลีเอทิลีน แต่ AMF สามารถพิมพ์ด้วยวัสดุต่าง ๆ เช่นโลหะและคอมโพสิต
การเป็นหุ้นส่วนกับ Made in Space ช่วยให้องค์การนาซ่าสามารถสร้างชิ้นส่วนทดแทนและซ่อมแซมชิ้นส่วนที่ขาดในวงโคจร แต่มันยังช่วยให้ Made in Space ทดสอบแผนการที่ท้าทายยิ่งขึ้นสำหรับการผลิตแบบเต็มพื้นที่
ในปี 2561 องค์การนาซ่ามอบรางวัลรางวัลการวิจัยนวัตกรรมธุรกิจขนาดเล็กระยะที่ 2 สำหรับระบบการผลิตวัลแคน นี่คือระบบการผลิตตามพื้นที่ที่สามารถทำงานกับวัสดุที่แตกต่างกัน 30 ชนิดเช่นอลูมิเนียมไทเทเนียมหรือพลาสติกคอมโพสิตเพื่อพิมพ์รายการ 3D
วัลแคนจะสามารถลบวัสดุชิ้นส่วนเครื่องจักรลงไปจนถึงรูปร่างสุดท้ายได้ และมันจะทำในแบบหุ่นยนต์ เป้าหมายคือการสร้างชิ้นส่วนพอลิเมอร์ที่มีความแข็งแรงสูงและมีความแม่นยำสูงในวงโคจรสู่ระดับคุณภาพเดียวกันกับสิ่งที่คุณสามารถซื้อได้ที่นี่บนโลก
Made in Space กำลังทดสอบเทคโนโลยีเพื่อผลิตเส้นใยนำแสงในอวกาศ เส้นใยเหล่านี้ส่งข้อมูลจำนวนมหาศาล แต่ต้องเพิ่มสัญญาณในระยะการส่งข้อมูลที่ยาวนานขึ้น มีคริสตัลชนิดพิเศษที่เรียกว่า ZBLAN ซึ่งอาจมีการสูญเสียสัญญาณถึงหนึ่งในสิบหรือแม้แต่หนึ่งร้อยในการสูญเสียสัญญาณของเส้นใยแบบดั้งเดิม แต่มันยากที่จะผลิตด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก
การทดลองล่าสุดที่ส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติจะผลิตเส้นใย ZBLAN เหล่านี้ในอวกาศหวังว่าจะสามารถผลิตได้ครั้งละ 50 กม. ในขณะที่ต้นทุนการเปิดตัวลดลงมันอาจทำให้ประหยัดในการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงในอวกาศแล้วนำพวกเขากลับสู่โลก
แต่มันก็สมเหตุสมผลมากที่จะเก็บมันไว้ในอวกาศเพื่อสร้างฮาร์ดแวร์ดาวเทียมที่ซับซ้อนกว่าซึ่งไม่เคยรู้จักกับแรงโน้มถ่วงของโลกมาก่อน
Made in Space ยังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่จะรีไซเคิลโพลีเอธิลีนกลับไปเป็นรายการสิ่งพิมพ์ 3 มิติใหม่ เมื่อการขนส่งสินค้าขึ้นสู่วงโคจรนั้นมีราคาแพงมากมันจะทำการรีไซเคิลสิ่งที่คุณได้ส่งไปยังอวกาศแล้วบันทึกจากการทิ้งลงทะเลเพื่อเผาในวงโคจร
ทั้งหมดนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของกลยุทธ์เทคโนโลยีขนาดใหญ่กว่าที่ Made in Space กำลังทำงาน - เป้าหมายของระบบการผลิตและประกอบชิ้นส่วนแบบเต็มพื้นที่
ในอนาคตดาวเทียมโทรศัพท์และฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ที่อิงตามพื้นที่จะได้รับการออกแบบบนโลกนี้ จากนั้นวัตถุดิบจะถูกปล่อยสู่อวกาศด้วยระบบการผลิตของ Archinaut
Archinaut จะผลิตชิ้นส่วนทั้งหมดโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติจากนั้นจะประกอบเข้าด้วยกันในอวกาศ
Made in Space มีสองรสชาติของ Archinaut ที่พวกเขากำลังเสนออยู่ในขณะนี้ ระบบ DILO ดูเหมือนว่ากระป๋องแปดเหลี่ยมล้อมรอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีแขนหุ่นยนต์โผล่ออกมาด้านบน
ภายในกระป๋องเป็นวัตถุดิบทั้งหมดสำหรับเสาอากาศสื่อสารตามพื้นที่ แขนจับแผ่นสะท้อนแสงแบบพับแล้วประกอบเข้าด้วยกัน ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อติดตั้งพาเนลจากนั้นพวกเขาจะกางออกเป็นจานการสื่อสาร
ยานอวกาศนั้นใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติในการผลิตและขับไล่บูมการสื่อสารจากศูนย์กลาง
รุ่นขั้นสูงกว่าเรียกว่า ULISSES เป็นรุ่นของ Archinaut ที่มีแขนหุ่นยนต์สามแขนล้อมรอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ยานอวกาศผลิตโครงข้อหมุนและโหนดต่าง ๆ จากนั้นใช้แขนจับประกอบมันให้เป็นโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้น ด้วยเทคโนโลยีนี้พวกเขาถูก จำกัด ด้วยจำนวนวัตถุดิบที่ยานอวกาศต้องทำงานด้วยเท่านั้น
มันสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้หลายสิบหรือหลายร้อยเมตร
ชิ้นส่วนต่างๆมารวมกันเพื่อการผลิตและประกอบชิ้นส่วนตามพื้นที่จริง ต้นปีพ. ศ. 2565 เราจะเห็นยานอวกาศประกอบแผงโซลาร์เซลล์ของตัวเองในอวกาศสร้างโครงสร้างที่ไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงของโลก
และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเราจะเห็นยานอวกาศที่ใหญ่กว่าและใหญ่กว่าที่สร้างขึ้นในวงโคจรเกือบทั้งหมด และในที่สุดฉันก็หวังว่าพวกเขาจะทำจากวัสดุที่เก็บเกี่ยวได้จากระบบสุริยะ
สักวันเราจะเห็นการเปิดตัวจรวดขนส่งสินค้าครั้งสุดท้าย ครั้งสุดท้ายที่เราใส่ใจสิ่งใดก็ตามที่เกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลของโลกและเข้าสู่อวกาศ ต่อจากนี้ไปจะเป็นนักท่องเที่ยวเท่านั้น
