Грядет революция в космическом строительстве

21st August 2017, Николай Хижняк 28

Одна компания только что совершила революционное достижение, которое так несправедливо мало кто заметил. Она успешно использовала 3D-принтер в экстремальных условиях, близких к космическим, и в среде практически полного вакуума напечатала с помощью него детали из полимерного сплава. В перспективе данная технология позволит разрабатывать и производить более крупномасштабные космические аппараты и космические телескопы прямо в тех условиях, где они будут работать.

«Это очень важное событие, так как оно означает, что аддитивные технологии и возможности, которые они предлагают, в видимой перспективе позволят сооружать строения непосредственно в космосе», — прокомментировал Эндрю Раш, исполнительный директор компании Made in Space в интервью Scientific American.

Американская компания Made In Space была основана в 2010 году, специализируется на производстве 3D-принтеров для использования в условиях микрогравитации и уже успела отметиться, продемонстрировав возможность производства различных деталей в среде с практически полным отсутствием гравитации. В 2010 году с помощью ее 3D-принтера были созданы несколько различных объектов прямо на борту Международной космической станции, включая несколько инструментов, которые астронавты теперь могут создавать сами, без необходимости в ожидании следующей доставки оборудования и припасов в рамках очередной грузовой миссии.


Прямо сейчас на борту МКС находится два 3D-принтера, однако ни один из них не покидал безопасную среду станции и не находился под воздействием экстремального вакуума или температурных изменений — частых явлений для открытого космического пространства.

Для симуляции среды за бортом космической станции команда инженеров Made In Space провела 24-дневный тест внутри термической вакуумной камеры. В таких условиях с помощью принтера удалось распечатать полимерные прутья длиной до 85 сантиметров. Однако, что самое интересное, разработкой 3D-принтера для печати в космосе дело не ограничивается. У компании имеется более амбициозный проект.

Он называется Archinaut и заключается в создании специального «рукастого» космического робота, способного производить печать трехмерных объектов прямо в космосе. В перспективе это может произвести настоящую революцию в исследованиях космоса.

«Мы считаем, что роботизированное производство в космосе произведет революцию в том, как мы разрабатываем, собираем и используем космические системы», — заявил Стив Юрчик, глава отдела космических технологий NASA, на пресс-конференции.

Компания надеется, что в будущем большие структуры будут собираться прямо в космосе, что позволит создавать гораздо более масштабные проекты, например, более большие космические телескопы. Сейчас же их приходится разрабатывать с тем учетом, чтобы они могли помещаться в доступный объем ракеты-носителя, которая доставляет их на орбиту.

Например, тем же инженерам нового космического телескопа имени Джеймса Уэбба пришлось разработать способ плотно сложить, а затем разложить 80 отдельных частей системы. К счастью, на выручку пришла техника сборки оригами, которая подошла для этого дела как никогда кстати. Уэбб уже обошелся NASA и американским налогоплательщикам в 8,8 миллиарда долларов. На него возложены большие надежды. Перед ним стоят более 80 научных миссий. Но NASA хочет строить еще более крупные космические телескопы. Ближайшим из них должен стать телескоп с диаметром зеркала как минимум 12 метров. Он займется поиском признаков жизни в атмосфере экзопланет и другими, не менее амбициозными наблюдениями.

«Эта миссия в настоящий момент просто невыполнима, учитывая то, что нам уже приходится ухищряться и пытаться плотно и компактно складывать запускаемое в космос оборудование, где оно должно будет разложиться. Отправка 12-метрового телескопа просто невозможна в условиях лишь одного запуска», — отметил Юрчик.

«Потребуется провести несколько запусков частично собранных систем. Это будет очень дорогим мероприятием».

Следующим шагом для компании Made in Space станет испытание комбинации принтеров и роботизированных аппаратов, а затем и демонстрационная миссия на орбиту Земли. Если повезет и все удастся, то технологию по сборке различных структур в космосе мы сможем увидеть уже к середине 2020-х годов.

«Я думаю, что такие системы к тому времени станут действительно возможными», — с надеждой отметил Эндрю Раш в интервью Space.com.

28 комментариев Оставить свой

  1. mahan

    Революция будет, когда 3д принтер сможет напечатать 3д принтер.

  2. Nori

    > «Это очень важное событие, так как оно означает, что адаптивные технологии и возможности, которые они предлагают, в видимой перспективе позволят сооружать строения непосредственно в космосе», — прокомментировал Эндрю Раш, исполнительный директор компании Made in Space

    От точно именно это сказал?

    "This is an important milestone, because it means that we can now adaptively and on demand manufacture things in space," said Made In Space CEO Andrew Rush

    «Википедия»: "Возможно, вы имели в виду «аддитивные технологии»."
    https://ru.wikipedia.org/wiki/Аддитивные_технологии

  3. Raid Ashihi

    3D принтер никогда не напечатает 3D принтер это утопия как не крути .

    • karlsonx88

      Raid, Напечатает

    • designer_andrew

      Raid, Почему? Невозможно лишь то, что противоречит законам природы. Вот птицы летают и они являются доказательством, что полет возможен. И уж тем более любое живое существо и даже вирус - являются доказательствами возможности создания самокопирующихся устройств.

    • Диванный Эксперт

      Raid, зд притер уже давно напечатал другой зд принтер.

    • thinking

      Raid, 3D принтеры уже печатают из самых разнообразных материалов, вплоть до металлов и керамики. Для полного воспроизводства 3D принтера необходимо научиться печатать еще и электронику.

  4. dimza

    У меня вот тут возникли "смутные сомнения".
    1. Что такое "полимерный сплав"? Пластмасса? Насколько она вообще актуальна в условиях космоса?
    2. Пласмассу они на астероидах добывали? Не понятно, конечно... гидропоника, картофан, крахмал, спирт... в смусле полимер (ну делают же сейчас пакеты из крахмала). А если серьезно, то нафига доставлять пластиковую проволоку и печатать, когда можно титаном распечатать на Земле и доставить готовую деталь?

    • designer_andrew

      dimza, Сами как думаете? Расходники принимают любую форму, поэтому удаётся максимально рационально задействовать весь полезный объём ракеты. Готовое изделие или не учитывает форму ракеты, тогда расходуется впустую много объема, или же слишком сложное "оригами", что в разы удорожает конструкцию. Я прямо Кэп :))

    • thinking

      dimza, Доставка на станцию готовых деталей имеет несколько минусов.
      1. Время ожидания готовой детали
      2. Некоторые проблемы с транспортировкой - деталь должна быть надежна защищена от перегрузок и вибраций. Следовательно будет упаковка, а это лишний объем и вес.
      3. Невозможность доставить готовую деталь из-за ограничений на объем или вес. Например: печать громадного зеркала радиотелескопа весом, скажем, 200 тонн.
      4. Невозможность доставить готовую деталь в разумные сроки. Например: на лунную станцию (ждать полгода грузовика или напечатать на месте деталь за час).

      3D печать имеет неоспоримые плюсы в космосе. Пример: из лунного грунта можно готовить строительные блоки для обитаемой станции, из металла изготовить герметичное помещение станции, любого потребного объема и т.д. и т.п.

  5. PROVOCATOR

    Сам робот супер!
    Но печатать в космосе конечно не только из полимеров надо.
    Нужен орбитальный плавильный цех и экструзивные технологии для создания металлических конструкций.

    • PROVOCATOR

      PROVOCATOR, В принципе методом индукционного разогрева можно плавить и в космосе. Нужны большие энергетические ресурсы, но, думаю, это выполнимо.

      • Nori

        PROVOCATOR, Это гениально!
        А потом ещё токарный и фрезерный станок туда?
        И не забыть чугуний! Много-много болванок из чугуния!

        Прямое лазерное выращивание
        https://www.youtube.com/watch?v=5m7eTB6RKc8

        • PROVOCATOR

          Nori, 1. Большое спасибо, Nori. Давно искал подобную технологию. Небыл с ней знаком, но был уверен, что что-то типа усавершенствованной MIG сварки должно существовать.
          2. Поменьше цинизма.
          3. Лазерное выращивание выглядит как достаточно энергоёмкий процесс. Его преимущества видны сразу, но вряд ли этот способ подходит для всех необходимых типов работ в космосе.

          Один вопрос: материалы для такого производства с земли везти?

          Я говорил о фабрике способной материаллы производить, а не о способе их использования. И в этом контексте упомянул индукционный нагрев. Например руды.

          • Nori

            PROVOCATOR, > PROVOCATOR: "Поменьше цинизма"

            Цини́зм — откровенное, вызывающе-пренебрежительное и презрительное отношение к нормам общественной морали, культурным ценностям и представлениям о благопристойности.

            Где я нарушил норму морали?
            Это похоже на ложь.
            А вот ложь уже противоречит нормам морали.

            > PROVOCATOR: "материалы для [лазерного выращивания] с земли везти"

            с Земли!
            А для вашей "фабрики" материалы с Марса нужны?

            > PROVOCATOR: "Например руды"

            То есть вы считаете, что добывать руду в космосе и там же её перерабатывать это дешевле, чем доставить готовый порошок с Земли?

            • PROVOCATOR

              Nori, Сделаю вид что незаметил неадекватности собеседника :)
              Да, добывать руду, перерабатывать и производить из неё изделия на какой то стадии придётся в космосе. И да, это должно быть дешевле в конечном счёте. Неужели это так неочевидно?

              • amd212

                PROVOCATOR, Гениально. Плавить руду можно будет посредством банального приближения всего астероида к Солнцу.
                В качестве движителя используем гигантский солнечный парус. Свяжем два астероида коромыслом с Марсом в центре. На одном из них разворачиваем парус, солнечный ветер отталкивает его прочь, одновременно притягивая второй астероид к Солнцу. После плавки сворачиваем парус на первом астероиде и разворачиваем на втором, предварительно уже загруженным свежей рудой. Себестоимость такого способа выплавки металлов будет в миллионы раз дешевле ныне существующего на матушке Земле.

                • PROVOCATOR

                  amd212, AMD212
                  :)
                  Серьёзно? 149 миллиардов километров на коромысле? И чтобы вращалось со скоростью позволяющей расплавленному астероиду добраться до места назначения в расплавленном состоянии?
                  Мы пока даже о космическом лифте только мечтаем, хоть его функционал на порядок проще.

                  • amd212

                    PROVOCATOR, Мало-ли куда человечество разовьётся.
                    Я лично за атомарный репликатор. Из чистой энергии создаём протоны, нейтроны, электроны и, синтезируя атомы, согласно подробной схемы делаем что захочем прямо в межзвёздной пустоте. :-)

                    Осторожно, нецензурный БГ под катом
                    https://www.youtube.com/watch?v=53V9Vo0f5wk

            • PROVOCATOR

              Nori, Кстати, "болванки из чугуния", как вы саркастически упомянули, было бы выгоднее возить чем порошок. По причине более высокой их плотности, чем у мелкодисперсного порошка. Но это почемуто вызвало у вас усмешку.
              И, как я уже сказал - это, конечно, не вариант.

  6. baa

    Паук. Печатает прочную сетчатую конструкцию чернилами, которые сам синтезирует. Питается мухами.

    • pathetic

      baa, Но в космосе нет мух...

      • PROVOCATOR

        pathetic, И паук работает на гидравлике. Проблематично для космических температур.

        • Sirius-A

          PROVOCATOR, Очередная сказка в которую просто нужно проверить !

        • amd212

          PROVOCATOR, В космосе вакуум - идеальный термоизолятор.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.