Archinaut - стройка на орбите
15.05.2017Made In Space известна как компания, разработавшая 3D-принтеры, находящиеся на борту МКС. Астронавты уже не раз использовали AMF (Additive Manufacturing Facility) на МКС для печати различных вещей: от лубка на палец и инструментов до скульптур и запасных частей для того же принтера.
Теперь Made In Space демонстрирует видео-рендеринг более крупной системы - технологической платформы Archinaut, которая позволяет осуществлять автономное производство и сборку космических систем на орбите. Archinaut в перспективе сможет производить и собирать большое оборудование, такое как спутники или даже космическую станцию.
По словам генерального директора и президента компании Made In Space Эндрю Раша (Andrew Rush) компания стремится к созданию оборудования, способного помочь людям в колонизации других космических тел, где они смогут жить и работать в условиях микрогравитации.
Традиционно дизайн и габариты спутников были ограничены размером ракеты-носителя и условиями, диктуемыми стартовой нагрузкой. Archinaut сводит к минимуму или устраняет эти и другие ограничения дизайна.
По мнению Раша «производство предметов в космосе значительно расширяет возможности космической экспансии. От произведенного в условиях невесомости оборудования не требуется способность переносить запуск в условиях гравитации. Это позволит делать конструкции легкими, менее громоздкими и защищенными. Доля массы и объема полезного оборудования на таких объектах будет значительно выше, чем на объектах, изготовленных на поверхности Земли. А значит, такое оборудования будет более экономически эффективным, обладая при этом большими возможностями».
Разработка Archinaut расширяет производственные и монтажные возможности в космосе, в частности компания намерена создавать космические аппараты принципиально новой конструкции. С помощью Archinaut можно будет, например, производить и собирать магистральные структуры для больших телескопов. Ремонтировать, дополнять или повторно использовать существующие космические аппараты и беспилотные сборки новых космических станций.
Космические конструкции, собранные с помощью Archinaut, будут оптимизированы для условий невесомости, а не для среды запуска. Это позволит заказчикам экономить на затратах.
Основные научные и технические проблемы, с которыми столкнулись разработчики компании, оказались связаны с выбором материалов. Это должны были быть материалы, обеспечивающие хорошую прочность и долговечность, также они должны стойко переносить характериные для космоса сильные колебания температуры, радиацию и пребывание в сильно окисляющей кислородной среде.
3D-принтеры, которые хорошо зарекомендовали себя на Земле, не слишком подходили для применения в космосе. Для печати 20-метровой спутниковой антенны вовсе не обязательно строить 50-метровый куб, внутри которого печаталась бы антенна. В Made in Space разработали ESAMM, «расширенную структуру для производства дополнительных деталей». Раш называет получившуюся конструкцию, у которой нет ограниченной области печати, «принтер наизнанку».
Принтер размером со школьный рюкзак может изготовить ферму длиной в несколько метров или даже больше, достаточно только снабжать его энергией и сырьем. По словам разработчиков, для печати принтер сможет использовать местные ресурсы, например, переработанный космический мусор или материалы, добытые с поверхности астероидов. Это может даже стимулировать проекты сбора космического мусора для чего ранее не было экономических стимулов.
Принтер Archinaut планируется установить на МКС на внешней подвеске. Компания заключила с NASA двухлетний контракт на сумму $20 млн. Проект должен завершиться в 2018 году демонстрацией способности Archinaut аддитивно производить и собирать большую сложную структуру на орбите.
В финансируемом NASA проекте «Программы развития Archinaut» в качестве субподрядчиков участвуют Northrop Grumman и Oceaneering Space Systems. 3D-принтер Archinaut планируется установить на манипулятор, разрабатываемый Oceaneering Space Systems. Northrop Grumman обеспечит системную интеграцию, управляющую электронику, программное обеспечение, тестирование и помощь с интерфейсом.
40 сотрудников Made In Space работают в NASA Ames Research Center в Сан-Хосе, Калифорния. Существующая с 2010 года компания никогда не прибегала к финансированию венчурных инвесторов и тем не менее ежегодно оказывается прибыльной.
Если тесты в 2018 году докажут, что Archinaut работает как предполагалось, компания Made in Space и ее партнеры планируют перейти к следующей стадии проекта. Принтер будет оснащен дополнительными роботизированными руками. Планируется снабдить робота тремя роботизированными руками, что позволит надежно фиксировать аддитивный узел на деталях орбитальной конструкции, а также добавлять или удалять разнообразные компоненты. Как ожидается, это не только расширит возможности принтера в области создания сложных конструкций, но и обеспечит возможности переиспользования частей с устаревших или вышедших из строя аппаратов в новых космических аппаратах.
Разработчики планируют, что система Archinaut приступит к реальной работе не позднее, чем через 5 лет.
+ +