|
Орбитальные фабрики будущего
|
|
|
|
Представьте себе полностью автоматизированный 3D-принтер, подвешенный в воздухе и производящий важнейшие компоненты для использования дома и за рубежом.
|
|
|
|
Звучит как научная фантастика? Подумайте еще раз.
|
|
|
|
Производство в космосе, которое иногда называют "на орбите" или "за пределами Земли", является быстро развивающейся отраслью.
|
|
|
|
"космос для космоса" - это три основных типа изделий, изготовленных в космосе для использования в космических условиях.
|
|
|
|
Как Международная космическая станция, которая, будучи больше футбольного поля, должна была быть собрана по частям на орбите.
|
|
|
|
Второй тип, "космос для поверхности", - это когда в космосе создаются предметы для использования на других планетах, таких как Марс или Луна.
|
|
|
|
Третий — и самый захватывающий — известен как "космос для Земли". Эти предметы создаются на орбите для использования на Земле. Все, от фармацевтики до волоконно-оптических кабелей, может быть изготовлено таким образом.
|
|
|
|
|
|
|
В будущем "Космос для космоса" и "космос для поверхности" будут интересными проектами, но сейчас происходят удивительные вещи "космос для Земли".
|
|
|
|
Почему такой большой космос?
|
|
|
|
Три основных элемента пространства делают его идеальным для изготовления: вакуум, низкая температура и микрогравитация.
|
|
|
|
Микрогравитация - это ослабление силы притяжения Земли по мере удаления от нее.
|
|
|
|
"В космосе мы сталкиваемся с микрогравитацией, которая предотвращает перемешивание за счет естественной конвекции", - говорит профессор Фолькер Хессел, эксперт по космическим ресурсам и химической инженерии из Университета Аделаиды.
|
|
|
|
Несмотря на название, это свойство космоса - невесомость. Термин "нулевая гравитация" является неправильным, поскольку в космосе можно обнаружить небольшую гравитацию повсюду.
|
|
|
|
Микрогравитация обеспечивает редкую и полезную среду для работы ученых.
|
|
|
|
Волкер говорит, что на Земле "в медицинских исследованиях ткани используются в качестве экспериментальной среды". Но это легче сделать в космосе.
|
|
|
|
"В условиях микрогравитации ткани растягиваются сильнее, потому что гравитация практически отсутствует", - говорит Волкер. Это означает, что экспериментальные ткани могут расти с меньшими ограничениями и давать более значимые результаты.
|
|
|
|
"Здесь, на Земле, наши клетки сжаты", - говорит Волкер. "Даже если мы этого не чувствуем, когда жидкость проходит через них, ей приходится все время преодолевать силу тяжести".
|
|
|
|
Земные лаборатории тратят миллионы, пытаясь воспроизвести эти условия. Один стартап предлагает исследователям опыт работы в условиях микрогравитации за жалкие 460 000 долларов.
|
|
|
|
Как ни странно, в космосе это статус-кво.
|
|
Галактика не так уж далека
|
|
|
|
Некоторые утверждают, что в космосе практически любой промышленный процесс будет более эффективным и доступным, чем на Земле.
|
|
|
|
Наноматериалы, важнейшие сплавы, сверхспециализированные полупроводники и многое другое однажды будут производиться в космосе.
|
|
|
|
Волкер говорит, что создание небольших объемов высококачественных материалов в космосе - это будущее для производства продукции "Космос-Земля". Однако, по его словам, выращивание большого количества материалов в космосе для использования на Земле еще не имеет экономического смысла.
|
|
|
|
Волоконно-оптические кабели, являющиеся основой системы кровообращения современного мира, отличаются высочайшим качеством при производстве в условиях микрогравитации. На самом деле, они производятся на Международной космической станции прямо сейчас.
|
|
|
|
"С экономической точки зрения оптические волокна имеют абсолютный смысл", - говорит Волкер.
|
|
|
|
Это не просто волоконно-оптические кабели. Компания Varda недавно осуществила аварийную посадку лекарства от ВИЧ/СПИДа космического производства в одной из обширных пустынь Южной Австралии, используя эту технологию.
|
|
|
|
Производство этих лекарств на Земле требует такого дорогостоящего оборудования, что затраты взлетают до небес, что потенциально делает лекарства недоступными для тех, кому они могут понадобиться.
|
|
Это сложная задача.
|
|
|
|
Производство в космосе использует автоматизацию и передовые 3D-принтеры.
|
|
|
|
Последние достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения открывают новые захватывающие возможности, такие как вертикальные фермы космического базирования.
|
|
|
|
Но, по словам Волкера, компактность производства в космосе также создаст новые проблемы.
|
|
|
|
"Допустим, на вертикальной ферме может произойти вспышка заболевания. Как мы можем решить эту проблему?" - спрашивает Волкер.
|
|
|
|
Другие вопросы, такие как стоимость обслуживания, долгосрочная жизнеспособность, накопление космического мусора и то, кто платит космические налоги, требуют серьезного рассмотрения.
|
|
|
|
К сожалению, ни на одну из этих проблем нет простых ответов.
|
|
|
|
На данный момент производство на орбите прокладывает путь для всевозможных высокотехнологичных изобретений, подобных которым мы с трудом можем себе представить.
|
|
|
|
Источник
|
