ここでいくつかのエピソードで述べたように、人類は少し移行期にあります。地球の重力から物質を軌道上に放出し、それを超えることが理にかなっている時期です。しかし、それは本当に高価で、軌道上で1ポンドあたり最大10,000ドルかかり、月面で必要な場合は10倍かかります。
しかし、今後数十年で、ますます多くの宇宙ベースのインフラストラクチャが構築されます 宇宙で、採掘された材料から製造 宇宙で.
実際に地球のぎくしゃくした重力を上手く離れる必要がある唯一のことは、私たち、人間、観光客がそのすべての宇宙インフラストラクチャーを訪れたいと思うことでしょう。
もちろん、将来の宇宙を実現するために、エンジニアやミッションプランナーは、これを可能にするテクノロジーを設計および構築する必要があります。
これは、採掘と宇宙ベースの製造のための新しいプロトタイプ、テクノロジー、および方法論をテストすることを意味します。
これは、定期的に宇宙に打ち上げられる通信衛星の例です。ソーラーパネルのサイズと形状は、地球の重力が吸収する現実に依存しています。構築されたどの宇宙船も、テスト段階を通じて、地球上のこの重力を完全に処理できる必要があります。
次に、残忍な加速、揺れ、その他の発射力を処理できる必要があります。軌道に到達したら、太陽電池パネルを展開して、宇宙船に電力を生成できる構成にする必要があります。
いつものように、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡という言葉を言うだけで、パニックと恐怖の状態に陥ります。地球から100万キロ以上離れた場所で起こりうる複雑さと折り紙の精度を想像してみてください。サービスされません。
さて、太陽のパネルが完全に軌道上に構築され、地球の重力の厳しさを経験したことのない衛星のこのアーティストのイラストを見てみましょう。彼らは滑稽で陽気なほど大きい。そして、結局のところ、効率的で費用効果が高いのです。
国際宇宙ステーションが3倍長いソーラーパネルを備えていても、低地球軌道の微小重力環境では完全に強力で安定していると想像してください。
これは、Made in SpaceのArchinaut Oneが2022年にテストを開始するテクノロジーであり、私が続けている宇宙ベースの製造に一歩近づくことができます。
2019年7月、NASAは、カリフォルニア州マウンテンビューに拠点を置く3D製造会社Made In Spaceに7370万ドルを授与したと発表しました。
この契約は、同社のArchinaut One宇宙船の建設と打ち上げに資金を提供するのに役立ち、宇宙船コンポーネントの製造と組み立てを宇宙で実証します。
彼らは、独自の電力システムを組み立てる宇宙船を構築する予定です。宇宙で。
すべてがうまくいけば、アーチナウト1号は2022年には早くもニュージーランド発のロケットラボ電子ロケットに搭載されます。
軌道に到達すると、宇宙船は、業界標準の200 kg衛星に電力を供給するのに十分な2つの10メートルの太陽電池アレイを構築します。大規模な打ち上げで二次ペイロードとして機能する種類の衛星。通常、電力が不足しており、数百ワットの電力しか利用できません。
Archinaut Oneはサポートビームを3Dプリントしてから、宇宙船の両側にあるソーラーパネルを広げます。
アレイ全体を宇宙で製造することにより、小型の衛星ははるかに大きな宇宙船の出力能力（5倍の出力）を備え、より多くの科学機器、通信機器などに電力を供給することができます。
これは、ここ地球軌道では理にかなっていますが、宇宙船が利用できる太陽光の量が減少する太陽系のさらに深いところに意味があります。
NASAのJuno宇宙船が現在木星を訪れています。4トンの宇宙船には、18,698個の太陽電池を含む3つの9メートルの太陽電池アレイがあります。ここ地球では、14キロワットの電力を生成できます。しかし、木星の軌道では、太陽電池は使用する太陽光のわずか25分の1しか得られません。
NASAは、「転換点」と呼ぶいくつかのテクノロジーに投資してきました。これらは、航空宇宙企業が利益を上げて開発するにはリスクが高すぎたり複雑すぎたりする技術です。しかし、NASAがリスクを軽減できれば、商業宇宙探査に利益をもたらす可能性があります。
これはArchinautプログラムのためにMade in Spaceに授与された2番目の連絡先でした。 2016年に落札された最初の契約はArchinautの地上試験でした。
これは、Northrop Grummanの熱真空試験環境に配置されました。これは、真空に近い宇宙空間の極端な温度と低圧を模倣できます。
チャンバー内では、アルキノーはさまざまな構造物を製造および組み立てることができました。ノードやトラスなどのプレハブコンポーネントを完全に自律的に組み立てたり、さまざまな修理作業を行ったりできることが実証されました。
このテストの邪魔にならない次の段階は、2022年までにArchinaut Oneが理想的に発売されることで、宇宙でテクノロジーをテストすることです。
Archinautプログラムに加えて、NASAはここ数年、Made in Spaceと協力しています。
このパートナーシップの最も有名なものは、現在2016年3月に到着した国際宇宙ステーションに搭載され、ステーションの以前のプリンターのアップグレードを提供する積層造形施設（AMF）です。
過去数年にわたって、このプリンターはポリエチレンから軌道の微小重力環境で何十ものオブジェクトを作成してきました。ただし、AMFは、金属や複合材などのさまざまな材料で印刷できます。
Made in Spaceとの提携により、NASAは交換部品を作成し、軌道上の壊れたステーションの破片を修理することができます。しかし、Made in Spaceは、完全な宇宙ベースの製造に関するより野心的な計画をテストすることもできます。
2018年、NASAはバルカン製造システムに対してフェーズ2スモールビジネスイノベーションリサーチアワードを受賞しました。これは、3Dアイテムを印刷するために、アルミニウム、チタン、プラスチック複合材などの30の異なる原料と連携できる宇宙ベースの製造システムです。
バルカンはまた、材料を差し引いて、部品を最終的な形状に機械加工することができます。そして、すべてロボットで行われます。目標は、軌道上で高強度、高精度のポリマーおよび金属コンポーネントを、地球でここで購入できるものと同じレベルの品質で構築することです。
Made in Spaceは、宇宙で光ファイバーを製造する技術もテストしています。これらのファイバーは膨大な量のデータを伝送しますが、より長い伝送距離にわたって信号をブーストする必要があります。 ZBLANと呼ばれる特別な種類の水晶があり、これは従来のファイバーの10分の1または100分の1の信号損失を持つ可能性がありますが、地球重力で製造するのは困難です。
国際宇宙ステーションに届けられた最近の実験では、これらのZBLANファイバーが宇宙で製造され、一度に最大50 kmが生成されると期待されています。打ち上げコストが削減されるため、光ファイバーケーブルを宇宙で製造して地球に戻すことは、経済的にも意味があります。
しかし、それらを宇宙空間に留めておくこと、地球の重力が知られていない、より洗練された衛星ハードウェアを作ることも、非常に理にかなっています。
Made in Spaceはまた、ポリエチレンを新しい3Dプリントアイテムにリサイクルする技術にも取り組んでいます。貨物を軌道に乗せるのが非常に高価な場合、宇宙に送ったものをリサイクルし、船外に捨てられて軌道で燃えるのを防ぎます。
これらはすべて、Made in Spaceが目指しているはるかに大規模なテクノロジー戦略のほんの一部です。つまり、完全なスペースベースの製造および組立システムの目標です。
将来的には、衛星、望遠鏡、その他の宇宙ベースのハードウェアが地球上のここに設計されます。その後、原材料はArchinaut製造システムで宇宙に打ち上げられます。
Archinautは、3Dプリンターを使用してすべての構成部品を製造し、その後、それらを宇宙で組み立てます。
Made in Spaceには、現在提案しているArchinautの2つのフレーバーがあります。 DILOシステムは、太陽電池パネルに囲まれた八角形のキャニスターのように見えます。ロボットアームが上部を突き出しています。
キャニスターの内部には、宇宙ベースの通信アンテナのすべての原材料があります。アームは折り畳まれたリフレクターパネルを取り、それらを組み立てます。 3Dプリントを使用してパネルを取り付け、それを広げてコミュニケーションディッシュにします。
次に、宇宙船は3Dプリンターを使用して、通信ブームを製造し、センターから押し出します。
より高度なバージョンはULISSESと呼ばれます。これは、3Dプリンターを囲む3つのロボットアームを備えたArchinautのバージョンです。宇宙船はさまざまなトラスとノードを製造し、そのアームを使用してそれらをますます大きな構造に組み立てます。このテクノロジーでは、宇宙船が扱う必要のある原材料の量によってのみ制限されます。
直径数十メートル、さらには数百メートルの宇宙望遠鏡を構築できます。
ピースは、真の宇宙ベースの製造と組み立てのために集まっています。 2022年には、宇宙船が独自の太陽電池パネルを宇宙で組み立て、地球の重力を経験する必要のない構造を作成するのが見られます。
そして今後数年間で、ほぼ完全に軌道上に構築されたますます大きな宇宙船が見られます。そして最終的には、太陽系から収穫された材料で作られることを願っています。
いつか、最後の貨物ロケットの打ち上げが見られるでしょう。前回、地球の巨大な重力から何かをうまく運び出し、宇宙に運びました。それ以降は観光客のみとなります。
