Seperti yang saya sebutkan dalam beberapa episode sekarang, umat manusia berada dalam masa transisi, saat masuk akal untuk meluncurkan materi ke atas dan ke luar dari gravitasi Bumi ke orbit, dan seterusnya. Tapi itu sangat mahal, harganya mencapai $ 10.000 per pon yang Anda inginkan di orbit, dan 10 kali jika Anda menginginkannya di Bulan.
Tetapi selama beberapa dekade mendatang, semakin banyak infrastruktur berbasis ruang kita akan dibangun di ruang hampa, dibuat dari bahan yang ditambang di ruang hampa.
Satu-satunya hal yang benar-benar perlu untuk meninggalkan gravitasi bumi yang melekat adalah kita, manusia, wisatawan, yang ingin mengunjungi semua infrastruktur ruang angkasa itu.
Tentu saja, untuk mencapai masa depan ruang angkasa itu, para insinyur dan perencana misi perlu merancang dan membangun teknologi yang memungkinkan ini terjadi.
Itu berarti menguji prototipe, teknologi, dan metodologi baru untuk penambangan dan manufaktur berbasis ruang.
Ini adalah contoh dari jenis satelit telekomunikasi yang secara teratur diluncurkan ke ruang angkasa. Ukuran dan bentuk panel surya tergantung pada kenyataan bahwa gravitasi Bumi ... payah. Setiap pesawat ruang angkasa yang dibangun harus mampu menangani gravitasi penuh di Bumi, selama fase pengujian.
Maka itu harus mampu menangani akselerasi brutal, guncangan dan kekuatan peluncuran lainnya. Setelah mencapai orbit, ia perlu membuka panel surya menjadi konfigurasi yang dapat menghasilkan daya untuk pesawat ruang angkasa.
Seperti biasa, saya hanya perlu mengatakan kata-kata, James Webb Space Telescope, untuk membuat Anda dalam keadaan panik dan ketakutan, membayangkan kompleksitas dan presisi origami yang perlu terjadi lebih dari satu juta kilometer dari Bumi, di tempat yang dapat akan dilayani.
Sekarang, lihat ilustrasi artis ini tentang sebuah satelit yang panel suryanya dibangun sepenuhnya di orbit, tidak pernah mengalami kerasnya gravitasi Bumi. Mereka lucu, lucu besar. Dan ternyata, efisien dan hemat biaya.
Bayangkan Stasiun Luar Angkasa Internasional dengan panel surya yang tiga kali lebih lama, tetapi masih sangat kuat dan stabil di lingkungan gravitasi mikro orbit rendah Bumi.
Ini adalah teknologi yang dibuat oleh Archinaut One dari Made in Space pada awal tahun 2022, membawa kita selangkah lebih dekat ke manufaktur berbasis ruang yang terus saya bahas.
Pada bulan Juli, 2019, NASA mengumumkan bahwa telah memberikan $ 73,7 juta dolar kepada Made In Space, sebuah perusahaan manufaktur 3D yang berbasis di Mountain View, California.
Kontrak ini akan membantu mendanai pembangunan dan peluncuran pesawat ruang angkasa Archinaut One perusahaan, yang kemudian akan menunjukkan pembuatan dan perakitan komponen pesawat ruang angkasa di ruang angkasa.
Mereka akan membangun pesawat ruang angkasa yang akan merakit sistem dayanya sendiri. Di ruang hampa.
Jika semuanya berjalan dengan baik, Archinaut One akan berangkat ke angkasa menggunakan roket Roket Lab Elektron dari Selandia Baru pada awal 2022.
Setelah mencapai orbit, pesawat ruang angkasa akan membangun dua array surya sepuluh meter, cukup untuk memberi daya pada satelit 200 kg standar industri. Jenis satelit yang berfungsi sebagai muatan sekunder pada peluncuran yang lebih besar. Umumnya mereka kurang bertenaga, dengan hanya beberapa ratus watt daya yang tersedia untuk mereka.
Archinaut One akan mencetak 3D balok dukungan, dan kemudian membentangkan panel surya di kedua sisi pesawat ruang angkasa.
Dengan membuat seluruh array di luar angkasa, satelit yang lebih kecil akan memiliki kemampuan daya dari pesawat ruang angkasa yang jauh lebih besar - 5 kali kekuatan - mampu memberi daya lebih banyak instrumen sains, instrumen komunikasi, dll.
Ini masuk akal di sini di orbit Bumi, tetapi lebih masuk akal lagi ke Tata Surya, di mana jumlah tenaga surya yang tersedia untuk pesawat ruang angkasa turun.
Wahana antariksa Juno milik NASA saat ini sedang mengunjungi Jupiter, wahana antariksa 4-ton ini memiliki tiga larik surya 9 meter yang berisi 18.698 sel surya. Di sini, di Bumi, mereka mampu menghasilkan 14 kilowatt listrik. Tetapi di orbit Jupiter, sel-sel surya hanya mendapatkan jumlah sinar matahari 1/25.
NASA telah berinvestasi dalam beberapa teknologi yang disebutnya "titik kritis". Ini adalah teknologi yang terlalu berisiko atau rumit bagi perusahaan dirgantara untuk berkembang secara menguntungkan. Tetapi jika NASA dapat mengurangi risiko, mereka bisa mendapatkan keuntungan eksplorasi ruang komersial.
Ini adalah kontak kedua yang diberikan kepada Made in Space untuk program Archinaut. Kontrak pertama, diberikan kembali pada tahun 2016, adalah untuk uji dasar Archinaut.
Itu dimasukkan ke dalam lingkungan pengujian vakum termal Northrop Grumman, yang dapat meniru suhu ekstrem dan tekanan rendah ruang hampa udara.
Di dalam kamar, Archinaut mampu membuat dan merakit berbagai struktur. Ini menunjukkan bahwa ia dapat merakit komponen pra-fabrikasi seperti node dan gulungan sepenuhnya secara mandiri, serta berbagai operasi perbaikan.
Dengan uji coba ini, tahap selanjutnya adalah menguji teknologi di luar angkasa, dengan peluncuran Archinaut One idealnya pada tahun 2022.
Selain program Archinaut, NASA telah bekerja dengan Made in Space selama beberapa tahun sekarang.
Kemitraan yang paling terkenal ini adalah Additive Manufacturing Facility (atau AMF), yang saat ini berada di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang tiba pada bulan Maret 2016, memberikan peningkatan ke printer stasiun sebelumnya.
Selama beberapa tahun terakhir, printer ini telah membuat lusinan objek di lingkungan gayaberat orbit dari polietilen. Tetapi AMF mampu mencetak dengan bahan yang berbeda seperti logam dan komposit.
Kemitraan dengan Made in Space memungkinkan NASA untuk membuat suku cadang pengganti, dan memperbaiki potongan-potongan stasiun yang rusak di orbit. Tetapi itu juga memungkinkan Made in Space untuk menguji rencana mereka yang lebih ambisius untuk manufaktur berbasis ruang penuh.
Pada tahun 2018, NASA memberi mereka penghargaan Penelitian Inovasi Usaha Kecil Fase 2 untuk sistem manufaktur Vulcan mereka. Ini adalah sistem manufaktur berbasis ruang yang dapat bekerja dengan 30 bahan baku yang berbeda, seperti aluminium, titanium atau komposit plastik untuk mencetak item 3D.
Vulcan juga akan dapat mengurangi bahan, bagian mesin hingga bentuk akhir mereka. Dan semuanya akan dilakukan secara robot. Tujuannya adalah untuk membangun komponen polimer dan logam berkekuatan tinggi, berpresisi tinggi, dengan tingkat kualitas yang sama dengan barang yang dapat Anda beli di Bumi.
Made in Space juga menguji teknologi untuk memproduksi serat optik di ruang angkasa. Serat-serat ini mengirimkan sejumlah besar data, tetapi sinyalnya perlu ditingkatkan melintasi jarak transmisi yang lebih panjang. Ada jenis kristal khusus yang disebut ZBLAN yang dapat memiliki sepersepuluh atau bahkan seperseratus kehilangan sinyal serat tradisional, tetapi sulit untuk membuatnya dalam gravitasi Bumi.
Eksperimen baru-baru ini yang dikirim ke Stasiun Luar Angkasa Internasional akan memproduksi serat ZBLAN ini di ruang angkasa, semoga menghasilkan hingga 50 km dalam satu waktu. Karena biaya peluncuran berkurang, bahkan mungkin masuk akal secara ekonomis untuk membuat kabel serat optik di ruang angkasa dan kemudian membawanya kembali ke Bumi.
Tetapi juga masuk akal untuk menyimpannya di luar angkasa, untuk membuat perangkat keras satelit yang lebih canggih yang tidak pernah mengenal Bumi-gravitasi.
Made in Space juga sedang mengerjakan teknologi yang akan mendaur ulang polietilen kembali menjadi barang cetakan 3D baru. Saat mahalnya menerbangkan kargo ke orbit, ia membuat daur ulang apa yang sudah Anda kirim ke luar angkasa, dan menyelamatkannya dari dibuang ke laut untuk dibakar di orbit.
Ini semua hanyalah bagian dari strategi teknologi yang jauh lebih besar yang sedang dilakukan Made in Space - tujuan sistem manufaktur dan perakitan berbasis ruang penuh.
Di masa depan, satelit, teleskop, dan perangkat keras berbasis ruang angkasa lainnya akan dirancang di Bumi. Kemudian bahan baku akan diluncurkan ke luar angkasa dengan sistem manufaktur Archinaut.
Archinaut akan memproduksi semua bagian komponen menggunakan printer 3D-nya, dan kemudian mereka akan dirakit bersama di ruang angkasa.
Made in Space memiliki dua rasa Archinaut yang mereka usulkan saat ini. Sistem DILO terlihat seperti tabung segi delapan yang dikelilingi oleh panel surya dengan lengan robot yang menjulur keluar.
Di dalam tabung adalah semua bahan baku untuk antena komunikasi berbasis ruang. Lengan mengambil panel reflektor yang dilipat dan kemudian merakitnya. Menggunakan pencetakan 3D untuk melampirkan panel, dan kemudian mereka dibuka menjadi hidangan komunikasi.
Wahana antariksa kemudian menggunakan printer 3D untuk memproduksi dan mengusir ledakan komunikasi dari pusatnya.
Versi yang lebih maju disebut ULISSES. Ini adalah versi Archinaut dengan tiga lengan robot yang mengelilingi printer 3D. Wahana antariksa ini memproduksi berbagai rangka dan simpul dan kemudian menggunakan lengannya untuk merakitnya menjadi struktur yang lebih besar dan lebih besar. Dengan teknologi ini, mereka benar-benar hanya dibatasi oleh jumlah bahan baku yang harus dikerjakan oleh pesawat ruang angkasa.
Itu bisa membangun teleskop luar angkasa puluhan atau bahkan ratusan meter.
Potongan-potongan itu datang bersama-sama untuk pembuatan dan perakitan berbasis ruang yang benar. Pada awal 2022, kita akan melihat pesawat ruang angkasa merakit panel surya sendiri di ruang angkasa, menciptakan struktur yang tidak perlu mengalami gravitasi Bumi.
Dan di tahun-tahun mendatang, kita akan melihat pesawat ruang angkasa yang lebih besar dan lebih besar dibangun hampir seluruhnya di orbit. Dan pada akhirnya, saya berharap, mereka akan dibuat dari bahan yang dipanen dari Tata Surya.
Suatu hari, kita akan melihat peluncuran roket kargo terakhir. Terakhir kali kami repot-repot membawa apa pun dari gravitasi bumi yang besar dengan baik ke luar angkasa. Sejak saat itu, hanya akan menjadi turis.
