Seperti yang telah saya nyatakan dalam beberapa episod sekarang, umat manusia berada dalam sedikit masa peralihan, saat yang masuk akal untuk melancarkan bahan keluar dan keluar dari graviti Bumi ke orbit, dan seterusnya. Tetapi harganya sangat mahal, berharga hingga $ 10,000 per paun yang anda mahukan di orbit, dan 10 kali jika anda menginginkannya di Bulan.
Tetapi dalam beberapa dekad yang akan datang, semakin banyak infrastruktur berasaskan ruang angkasa kita akan dibina di ruang angkasa, dihasilkan dari bahan yang dilombong di ruang angkasa.
Satu-satunya perkara yang sebenarnya perlu kita tinggalkan dari graviti bumi adalah kita, manusia, pelancong, yang ingin mengunjungi semua infrastruktur angkasa itu.
Sudah tentu, untuk mencapai masa depan itu, jurutera dan perancang misi perlu merancang dan membina teknologi yang akan memungkinkan ini.
Itu bermaksud menguji prototaip, teknologi dan metodologi baru untuk perlombongan dan pembuatan berasaskan ruang angkasa.
Ini adalah contoh jenis satelit telekomunikasi yang kerap dilancarkan ke angkasa. Ukuran dan bentuk panel solarnya bergantung pada kenyataan bahawa graviti Bumi… menghisap. Sebarang kapal angkasa yang dibina mesti dapat menangani graviti penuh di Bumi, sepanjang fasa ujian.
Maka ia perlu dapat menangani pecutan kejutan, gegaran dan kekuatan pelancaran lain. Setelah mencapai orbit, ia perlu membuka panel surya ke dalam konfigurasi yang dapat menghasilkan tenaga untuk kapal angkasa.
Seperti biasa, saya hanya perlu mengucapkan kata-kata, Teleskop Angkasa James Webb, untuk membuat anda berada dalam keadaan panik dan takut, membayangkan kerumitan dan ketepatan origami yang perlu terjadi lebih dari satu juta kilometer dari Bumi, di tempat yang dapat tidak akan diservis.
Sekarang, perhatikan ilustrasi artis ini mengenai satelit yang panel suryanya dibina sepenuhnya di orbit, tidak pernah mengalami tekanan graviti Bumi. Mereka komik, sangat besar. Dan ternyata, cekap dan menjimatkan.
Bayangkan Stesen Angkasa Antarabangsa dengan panel suria yang tiga kali lebih lama, tetapi masih sangat kuat dan stabil di persekitaran mikrograviti orbit Bumi rendah.
Inilah teknologi yang akan diuji oleh Made in Space's Archinaut One seawal tahun 2022, membawa kita selangkah lebih dekat dengan pembuatan berasaskan ruang angkasa yang saya teruskan.
Pada bulan Julai, 2019, NASA mengumumkan telah memberikan $ 73.7 juta dolar kepada Made In Space, sebuah syarikat pembuatan 3D yang berpusat di Mountain View, California.
Kontrak ini akan membantu membiayai pembinaan dan pelancaran kapal angkasa Archinaut One syarikat, yang kemudian akan menunjukkan pembuatan dan pemasangan komponen kapal angkasa di angkasa.
Mereka akan membina kapal angkasa yang akan mengumpulkan sistem kuasa sendiri. Di ruang angkasa.
Sekiranya semuanya berjalan lancar, Archinaut One akan menuju ke angkasa dengan menaiki roket Lab Elektron dari New Zealand seawal 2022.
Setelah mencapai orbit, kapal angkasa itu akan membina dua susunan suria sepuluh meter, yang cukup untuk menggerakkan satelit 200-kg standard industri. Jenis satelit yang berfungsi sebagai muatan sekunder pada pelancaran yang lebih besar. Umumnya mereka kekurangan tenaga, dengan hanya beberapa ratus watt kuasa yang tersedia untuk mereka.
Archinaut One akan mencetak 3D balok sokongan, dan kemudian membuka panel solar di kedua-dua sisi kapal angkasa.
Dengan menghasilkan keseluruhan array di angkasa, satelit yang lebih kecil akan memiliki kemampuan daya kapal angkasa yang jauh lebih besar - 5 kali ganda kuasa - dapat menggerakkan lebih banyak instrumen sains, instrumen komunikasi, dll.
Ini masuk akal di orbit Bumi, tetapi lebih masuk akal lagi ke dalam Sistem Suria, di mana jumlah tenaga suria yang tersedia untuk kapal angkasa turun.
Kapal angkasa Juno NASA kini mengunjungi Jupiter, kapal angkasa 4 tan mempunyai tiga susunan suria 9 meter yang mengandungi 18,698 sel suria. Di Bumi, mereka mampu menghasilkan elektrik 14 kilowatt. Tetapi di orbit Musytari, sel suria hanya mendapat 1/25 cahaya matahari untuk bekerja.
NASA telah melabur ke dalam beberapa teknologi yang disebutnya "titik tolak". Ini adalah teknologi yang terlalu berisiko atau rumit untuk dikembangkan oleh syarikat aeroangkasa. Tetapi jika NASA dapat mengurangkan risiko, mereka dapat memanfaatkan penjelajahan ruang komersial.
Ini adalah kenalan kedua yang diberikan kepada Made in Space untuk program Archinaut. Kontrak pertama, yang diberikan pada tahun 2016, adalah untuk ujian berasaskan tanah Archinaut.
Itu dimasukkan ke dalam lingkungan pengujian vakum termal Northrop Grumman, yang dapat meniru suhu ekstrem dan tekanan rendah dari ruang vakum hampir.
Di dalam ruang, Archinaut dapat membuat dan memasang pelbagai struktur. Ini menunjukkan bahawa ia dapat memasang komponen pra-fabrikasi seperti simpul dan kekuda sepenuhnya secara autonomi, serta pelbagai operasi pembaikan.
Dengan ujian ini, tahap seterusnya adalah untuk menguji teknologi di luar angkasa, dengan pelancaran Archinaut One dengan idealnya pada tahun 2022.
Sebagai tambahan kepada program Archinaut, NASA telah bekerjasama dengan Made in Space selama beberapa tahun sekarang.
Yang paling terkenal dalam perkongsian ini ialah Kemudahan Pembuatan Aditif (atau AMF), yang kini berada di Stesen Angkasa Antarabangsa, yang tiba pada bulan Mac 2016, memberikan peningkatan kepada pencetak stesen sebelumnya.
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, pencetak ini telah menghasilkan puluhan objek di persekitaran mikrograviti orbit daripada polietilena. Tetapi AMF dapat mencetak dengan bahan yang berbeza seperti logam dan komposit.
Kerjasama dengan Made in Space membolehkan NASA membuat alat ganti, dan memperbaiki bahagian yang rosak di dalam orbit. Tetapi ini juga memungkinkan Made in Space untuk menguji rancangan mereka yang lebih bercita-cita tinggi untuk pembuatan berasaskan ruang penuh.
Pada tahun 2018, NASA memberi mereka anugerah Penyelidikan Inovasi Perniagaan Kecil Tahap 2 untuk sistem pembuatan Vulcan mereka. Ini adalah sistem pembuatan berasaskan ruang yang dapat berfungsi dengan 30 bahan bahan makanan yang berbeza, seperti aluminium, titanium atau komposit plastik untuk mencetak barang 3D.
Vulcan juga akan dapat mengurangkan bahan, bahagian mesin hingga bentuk akhir mereka. Dan semuanya akan dilakukan secara robotik. Tujuannya adalah untuk membina komponen polimer dan logam berkekuatan tinggi, berketepatan tinggi ke orbit ke tahap kualiti yang sama dengan barang yang boleh anda beli di Bumi.
Made in Space juga menguji teknologi untuk menghasilkan gentian optik di angkasa. Serat ini mengirimkan sejumlah besar data, tetapi isyarat perlu ditingkatkan pada jarak transmisi yang lebih lama. Terdapat sejenis kristal khas yang disebut ZBLAN yang mungkin mempunyai kesepuluh atau bahkan seperseratus kehilangan isyarat serat tradisional, tetapi sukar untuk dihasilkan dalam graviti Bumi.
Eksperimen baru-baru ini yang dihantar ke Stesen Angkasa Antarabangsa akan menghasilkan serat ZBLAN ini di angkasa, diharapkan dapat menghasilkan hingga 50 km pada satu masa. Oleh kerana kos pelancaran dikurangkan, mungkin masuk akal untuk membuat kabel gentian optik di angkasa dan kemudian membawanya kembali ke Bumi.
Tetapi juga masuk akal untuk menyimpannya di ruang angkasa, untuk membuat perkakasan satelit yang lebih canggih yang tidak pernah diketahui graviti Bumi.
Made in Space juga mengusahakan teknologi yang akan mengitar semula polietilena menjadi barang cetak 3D baru. Apabila mengangkut kargo ke orbit sangat mahal, menjadikannya kitar semula apa yang telah anda hantar ke angkasa, dan menjimatkannya dari dibuang ke laut sehingga terbakar di orbit.
Ini semua hanyalah strategi strategi teknologi yang jauh lebih besar yang dibuat oleh Made in Space - matlamat sistem pembuatan dan pemasangan berasaskan ruang penuh.
Pada masa akan datang, satelit, teleskop dan perkakasan berasaskan ruang angkasa lain akan dirancang di Bumi. Kemudian bahan mentah akan dilancarkan ke angkasa dengan sistem pembuatan Archinaut.
Archinaut akan mengeluarkan semua bahagian komponen menggunakan pencetak 3Dnya, dan kemudiannya akan dipasang bersama di ruang angkasa.
Made in Space mempunyai dua rasa Archinaut yang mereka cadangkan sekarang. Sistem DILO kelihatan seperti tabung segi delapan yang dikelilingi oleh panel suria dengan lengan robot yang mencucuk bahagian atas.
Di dalam tabung terdapat semua bahan mentah untuk antena komunikasi berasaskan ruang. Lengan mengambil panel reflektor yang dilipat dan kemudian memasangnya. Ia menggunakan percetakan 3D untuk memasang panel, dan kemudian dibongkar ke dalam piring komunikasi.
Kapal angkasa kemudian menggunakan pencetak 3D untuk mengeluarkan dan mengeluarkan ledakan komunikasi dari pusatnya.
Versi yang lebih maju dipanggil ULISSES. Ini adalah versi Archinaut dengan tiga lengan robot yang mengelilingi pencetak 3D. Kapal angkasa itu menghasilkan pelbagai kekuda dan simpul dan kemudian menggunakan lengannya untuk memasangnya menjadi struktur yang lebih besar dan lebih besar. Dengan teknologi ini, mereka hanya dibatasi oleh jumlah bahan mentah yang diperlukan oleh kapal angkasa.
Ia dapat membina teleskop ruang berpuluh-puluh atau bahkan beratus-ratus meter.
Potongan-potongan itu disatukan untuk pembuatan dan pemasangan berasaskan ruang sebenar. Seawal tahun 2022, kita akan melihat kapal angkasa memasang panel surya sendiri di angkasa, membuat struktur yang tidak pernah perlu mengalami graviti Bumi.
Dan pada tahun-tahun mendatang, kita akan melihat kapal angkasa yang lebih besar dan lebih besar dibina hampir keseluruhannya di orbit. Dan akhirnya, saya harap, mereka akan terbuat dari bahan yang dituai dari Sistem Suria.
Suatu hari, kita akan melihat pelancaran roket kargo terakhir. Kali terakhir kami bersusah payah membawa apa-apa dari graviti besar Bumi ke luar angkasa. Sejak itu, hanya pelancong.
