Europoje pirmąkart 3D spausdinta atvirame kosmose: palydove per pusvalandį sukurta konstrukcija

Sekite TechNaujienos Google

Europos kosmoso agentūra (ESA) lapkričio 11 dieną paskelbė apie išskirtinį Lenkijos bendrovės „Orbital Matter“ bandymą: palydovas „Replicator 2“ atviroje kosminėje erdvėje 3D spausdintuvu pagamino maždaug 32,5 centimetro ilgio konstrukciją. ESA teigia, kad tai pirmas kartas, kai objektas pagamintas tiesiai atviro kosmoso sąlygomis, o ne slėgį ir temperatūrą kontroliuojančioje aplinkoje. Įspūdinga ir tai, kad visas spausdinimo procesas užtruko tik apie pusvalandį.

Originalias „Replicator 2“ bandymo nuotraukas ir įrangos vaizdus galima pamatyti ESA pranešime. Mūsų straipsnio viršelis yra konceptuali redakcinė kosmoso technologijų iliustracija, o ne konkretaus bandymo fotografija. Tai svarbus skirtumas, nes tikrojo eksperimento rezultatą patvirtina ESA pateikti duomenys, o iliustracija tik padeda įsivaizduoti palydovų technologijų aplinką.

Kuo šis bandymas kitoks

Anksčiau 3D spausdinimas kosmose dažniausiai vykdavo kontroliuojamoje aplinkoje, pavyzdžiui, Tarptautinės kosminės stoties viduje. ESA taip pat yra pranešusi apie metalų spausdinimo orbitinėje aplinkoje bandymus. Tačiau atvira erdvė kelia papildomų sunkumų: vakuume iš medžiagų gali išsiskirti dujos, smarkiai kinta temperatūra, o mikrogravitacija pakeičia įprastą gamybos procesą. Todėl specialiai kosmosui pritaikytam spausdintuvui reikia veikti visai kitomis sąlygomis nei įrenginiui Žemėje.

„Orbital Matter“ naudoja šviesoje kietėjančią skystą dervą, vadinamą fotopolimeru. Bendrovės technologija nereikalauja tokio didelio kaitinimo kaip dalis metalų ar kitų plastikų spausdinimo būdų. Tai svarbu mažam palydovui, kuris turi ribotą energijos rezervą. ESA nurodo, kad spausdintuvas buvo vos kiek didesnis už Rubiko kubą, tačiau sugebėjo suformuoti tuščiavidurę spiralės principu augančią konstrukciją.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 2 val

„Microsoft Edge“ pradėjo ieškoti nuolaidų už pirkėją: nauji įrankiai lygina kainas ir kuponus

4 min. skaitymo • prieš 2 val

„Apple TV“ pristato naują funkciją kurtiesiems: filmai turės gestų kalbos vertimo pasirinkimą

4 min. skaitymo • prieš 2 val

„Microsoft“ atrado DI modelių „užpakalinių durų“ būdą: paslėptas signalas gali perimti agento veiksmus

Visi naujausi straipsniai →

Dar viena neįprasta detalė – konstrukcija buvo spausdinama po sulankstytu saulės moduliu. Jai ilgėjant, modulis buvo pastumtas ir išskleistas, todėl bandymas vienu metu išmėgino tiek gamybą, tiek mechaninės dalies išskleidimą. Tai gali sumažinti poreikį naudoti atskirus variklius ar sudėtingus mechanizmus būsimuose kosminiuose aparatuose. Vis dėlto tai buvo demonstracija, o ne patvirtinta naujos kartos didelių antenų gamybos sistema.

Kodėl ši technologija gali būti svarbi

Dideli teleskopai, antenos ir kosminių stočių elementai paprastai turi atlaikyti raketos paleidimo apkrovas, todėl jų konstrukciją riboja svoris ir dydis. Jei dalį komponentų būtų galima pagaminti jau orbitoje, ateityje galėtų atsirasti daugiau projektavimo laisvės. Tačiau prieš pradedant praktinę gamybą reikia įvertinti, kaip atspausdintos dalys ilgainiui reaguoja į radiaciją, temperatūros ciklus ir kitus kosminės aplinkos veiksnius.

Bandymas aktualus ir Baltijos regionui: jis rodo, kad Europos kosmoso inovacijose reikšmingų rezultatų gali pasiekti ne vien didžiosios kosminės valstybės, bet ir naujesnės Vidurio Europos įmonės. ESA nurodo, kad „Orbital Matter“ vystėsi per jos verslo inkubavimo programą Lenkijoje. Bendrovė ateityje sieks didinti spausdinamų konstrukcijų mastelį nuo centimetrų iki metrų, bet šis tikslas dar nėra pasiektas.

Apie technologinius kosmoso eksperimentus jau rašėme analizuodami NASA rentgeno stebėjimus, Saturno užstojimo fotografiją ir ESA asteroidų stebėsenos sprendimus. Šis atradimas išsiskiria tuo, kad technologija ne tik matavo aplinką, bet ir joje sukūrė fizinį objektą.

Atvirame kosmose spausdinamos konstrukcijos vertė gali atsiskleisti tik po ilgesnių stebėjimų. Net jeigu objektas išlaiko formą iškart po pagaminimo, reikia suprasti, kaip jį veikia radiacija, greita temperatūrų kaita ir smulkūs susidūrimai su kosminėmis dalelėmis. ESA nurodo, kad ši technologija dar bus vystoma, o „Orbital Matter“ sieks didesnių objektų. Tai reiškia, kad centimetrų mastelio demonstracija yra pradžia, bet ne įrodymas, jog rytoj orbitoje bus spausdinamos ištisos kosminės stotys.

Kosminių konstrukcijų spausdinimas gali pakeisti inžinierių kompromisus: dalį objektų būtų galima projektuoti nesilaikant visų ribojimų, kuriuos lemia raketos naudingosios apkrovos skersmuo ir mechaninės paleidimo apkrovos. Tačiau tokia sistema turės įveikti ir žemiškus klausimus – medžiagų tiekimą, energijos sąnaudas, proceso kontrolę ir atliekų tvarkymą. Šiuo metu paskelbtas pirmasis išskirtinis bandymas, o ne pilna pramoninės gamybos programa.

Sėkminga demonstracija nereiškia, kad vieną dieną bus galima tiesiog išsiųsti į orbitą įprastą žemišką 3D spausdintuvą. Kosmosui pritaikyta gamyba reikalauja kitokių medžiagų, valdymo, energijos ir kokybės užtikrinimo procedūrų. Šiuo atveju net trijų mėnesių dervos laikymas orbitoje prieš bandymą buvo reikšminga technologinė aplinkybė. ESA nurodo, kad spausdintuvas veikė tiek Saulės apšviestoje, tiek naktinėje orbitos dalyje, kur temperatūros kitimas sudaro papildomų iššūkių.

Šaltinis: oficialus pirminis pranešimas.