Comme je l'ai mentionné dans plusieurs épisodes maintenant, l'humanité est dans une période de transition, un moment où il est logique de lancer du matériel vers le haut et hors de la gravité de la Terre bien en orbite, et au-delà. Mais c'est vraiment cher, jusqu'à 10 000 $ la livre que vous voulez en orbite, et 10 fois si vous le voulez sur la Lune.
Mais au cours des prochaines décennies, de plus en plus de nos infrastructures spatiales seront construites dans l'espace, fabriqué à partir de matériaux extraits dans l'espace.
La seule chose qui aura réellement besoin de bien quitter la gravité collante de la Terre sera nous, les humains, les touristes, souhaitant visiter toute cette infrastructure spatiale.
Bien sûr, pour réaliser cet avenir spatial, les ingénieurs et les planificateurs de mission devront concevoir et construire la technologie qui rendra cela possible.
Cela signifie tester de nouveaux prototypes, technologies et méthodologies pour l'exploitation minière et la fabrication dans l'espace.
C’est un exemple du type de satellite de télécommunications qui est régulièrement lancé dans l’espace. La taille et la forme de ses panneaux solaires dépendent de la réalité que la gravité de la Terre… aspire. Tout vaisseau spatial construit doit être capable de gérer la pleine gravité ici sur Terre, tout au long de la phase de test.
Ensuite, il doit être capable de gérer l'accélération brutale, les tremblements et autres forces de lancement. Une fois en orbite, il doit déplier ses panneaux solaires dans une configuration qui peut générer de l'énergie pour l'engin spatial.
Comme toujours, j'ai juste besoin de dire les mots, télescope spatial James Webb, pour vous mettre dans un état de panique et d'effroi, imaginant la complexité et la précision de l'origami qui doivent se produire à plus d'un million de kilomètres de la Terre, dans un endroit qui peut pas être entretenu.
Maintenant, regardez l'illustration de cet artiste d'un satellite dont les panneaux solaires ont été entièrement construits en orbite, sans jamais subir les rigueurs de la gravité terrestre. Ils sont comiquement, hilarants. Et en fin de compte, efficace et rentable.
Imaginez la Station spatiale internationale avec des panneaux solaires trois fois plus longs, mais toujours parfaitement solides et stables dans l'environnement de microgravité d'une orbite terrestre basse.
C’est la technologie que Archinaut One de Made in Space testera dès 2022, nous rapprochant ainsi de la fabrication spatiale dont je continue de parler.
En juillet 2019, la NASA a annoncé avoir attribué 73,7 millions de dollars à Made In Space, une société de fabrication 3D basée à Mountain View, en Californie.
Ce contrat permettra de financer la construction et le lancement du vaisseau spatial Archinaut One de la société, qui fera ensuite la démonstration de la fabrication et de l'assemblage de composants de vaisseaux spatiaux dans l'espace.
Ils vont construire un vaisseau spatial qui assemblera son propre système d'alimentation. Dans l'espace.
Si tout se passe bien, Archinaut One partira pour l'espace à bord d'une fusée Rocket Lab Electron en provenance de Nouvelle-Zélande dès 2022.
Une fois en orbite, le vaisseau spatial construira deux panneaux solaires de dix mètres, suffisamment pour alimenter un satellite standard de 200 kg. Le type de satellite qui sert de charge utile secondaire lors de lancements plus importants. Généralement, ils sont sous-alimentés, avec seulement quelques centaines de watts de puissance à leur disposition.
Archinaut One imprimera en 3D les poutres de support, puis déroulera les panneaux solaires de chaque côté de l'engin spatial.
En fabriquant l'ensemble du réseau dans l'espace, le plus petit satellite aura les capacités de puissance d'un vaisseau spatial beaucoup plus grand - 5 fois la puissance - capable d'alimenter plus d'instruments scientifiques, d'instruments de communication, etc.
Cela a du sens ici en orbite terrestre, mais cela a encore plus de sens plus profondément dans le système solaire, où la quantité d'énergie solaire disponible pour un vaisseau spatial diminue.
Le vaisseau spatial Juno de la NASA visite actuellement Jupiter, le vaisseau spatial de 4 tonnes possède trois panneaux solaires de 9 mètres contenant 18 698 cellules solaires. Ici sur Terre, ils sont capables de produire 14 kilowatts d'électricité. Mais sur l'orbite de Jupiter, les cellules solaires reçoivent seulement 1 / 25e de lumière solaire pour travailler avec.
La NASA a investi dans plusieurs technologies qu'elle appelle des «points de basculement». Ce sont des technologies trop risquées ou trop compliquées pour que les entreprises aérospatiales puissent se développer de manière rentable. Mais si la NASA peut réduire les risques, elle pourrait bénéficier à l'exploration spatiale commerciale.
Il s'agit du deuxième contact attribué à Made in Space pour le programme Archinaut. Le premier contrat, attribué en 2016, concernait un test au sol d'Archinaut.
Il a été placé dans l'environnement de test de vide thermique de Northrop Grumman, qui peut imiter les températures extrêmes et la basse pression du quasi-vide de l'espace.
À l'intérieur de la chambre, Archinaut a pu fabriquer et assembler diverses structures. Il a démontré qu'il pouvait assembler des composants préfabriqués comme des nœuds et des fermes de manière complètement autonome, ainsi que diverses opérations de réparation.
Avec ce test à l'écart, la prochaine étape sera de tester la technologie dans l'espace, avec le lancement d'Archinaut One idéalement d'ici 2022.
En plus du programme Archinaut, la NASA travaille avec Made in Space depuis plusieurs années maintenant.
Le plus célèbre de ce partenariat est l'installation de fabrication additive (ou AMF), actuellement à bord de la Station spatiale internationale, qui est arrivée en mars 2016, fournissant une mise à niveau à l'imprimante précédente de la station.
Au cours des dernières années, cette imprimante a fabriqué des dizaines d'objets dans l'environnement de microgravité en orbite en polyéthylène. Mais l'AMF est capable d'imprimer avec différents matériaux comme les métaux et les composites.
Le partenariat avec Made in Space permet à la NASA de fabriquer des pièces de rechange et de réparer des pièces cassées de la station en orbite. Mais cela permet également à Made in Space de tester ses plans plus ambitieux de fabrication entièrement spatiale.
En 2018, la NASA leur a décerné un prix de la phase 2 de la recherche sur l'innovation dans les petites entreprises pour leur système de fabrication Vulcan. Il s'agit d'un système de fabrication spatial qui peut fonctionner avec 30 matières premières différentes, comme l'aluminium, le titane ou les composites plastiques pour imprimer des éléments 3D.
Vulcan sera également en mesure de soustraire des matériaux, en usinant les pièces jusqu'à leur forme finale. Et tout se fera de manière robotisée. L'objectif est de construire en orbite des composants polymères et métalliques de haute résistance et de haute précision au même niveau de qualité que les produits que vous pouvez acheter ici sur Terre.
Made in Space teste également la technologie de fabrication des fibres optiques dans l'espace. Ces fibres transmettent une énorme quantité de données, mais le signal doit être amplifié sur de plus longues distances de transmission. Il existe un type spécial de cristal appelé ZBLAN qui pourrait avoir un dixième ou même un centième de la perte de signal des fibres traditionnelles, mais il est difficile à fabriquer en gravité terrestre.
Une expérience récente livrée à la Station spatiale internationale permettra de fabriquer ces fibres ZBLAN dans l’espace, produisant, espérons-le, jusqu’à 50 km à la fois. Comme les coûts de lancement sont réduits, il pourrait même être économiquement judicieux de fabriquer des câbles à fibres optiques dans l'espace, puis de les ramener sur Terre.
Mais il est également très logique de les garder dans l’espace, de fabriquer du matériel satellite plus sophistiqué qui n’ait jamais connu la gravité terrestre.
Made in Space travaille également sur une technologie qui recyclera le polyéthylène en de nouveaux articles imprimés en 3D. Quand il est si cher de transporter du fret en orbite, cela fait recycler ce que vous avez déjà envoyé dans l'espace, et vous évitez de le jeter par-dessus bord pour le brûler en orbite.
Ce ne sont que des éléments d'une stratégie technologique beaucoup plus vaste vers laquelle Made in Space travaille - l'objectif d'un système de fabrication et d'assemblage spatial complet.
À l'avenir, des satellites, des télescopes et d'autres équipements spatiaux seront conçus ici sur Terre. Ensuite, les matières premières seront lancées dans l'espace avec un système de fabrication Archinaut.
Archinaut fabriquera tous les composants à l'aide de son imprimante 3D, puis ils seront assemblés ensemble dans l'espace.
Made in Space propose deux versions d'Arpinaut qu'ils proposent actuellement. Le système DILO ressemble à une cartouche octogonale entourée de panneaux solaires avec un bras robotique qui dépasse par le haut.
À l'intérieur du bidon se trouvent toutes les matières premières pour une antenne de communication spatiale. Le bras prend des panneaux réflecteurs pliés puis les assemble. Il utilise l'impression 3D pour fixer les panneaux, puis ils sont dépliés dans une antenne de communication.
Le vaisseau spatial utilise ensuite une imprimante 3D pour fabriquer et extruder un boom des communications à partir de son centre.
La version la plus avancée s'appelle ULISSES. C’est une version d’Archinaut avec trois bras robotiques entourant une imprimante 3D. Le vaisseau spatial fabrique diverses fermes et nœuds, puis utilise ses bras pour les assembler en structures de plus en plus grandes. Avec cette technologie, ils ne sont vraiment limités que par la quantité de matières premières avec laquelle le vaisseau spatial doit travailler.
Il pourrait construire des télescopes spatiaux de dizaines, voire de centaines de mètres de diamètre.
Les pièces se réunissent pour une fabrication et un assemblage véritablement spatiaux. Dès 2022, nous verrons un vaisseau spatial assembler ses propres panneaux solaires dans l’espace, créant ainsi une structure qui n’a jamais besoin de ressentir la gravité terrestre.
Et dans les années à venir, nous verrons des vaisseaux spatiaux de plus en plus grands construits presque entièrement en orbite. Et finalement, j'espère, ils seront fabriqués à partir de matériaux récoltés dans le système solaire.
Un jour, nous verrons le lancement de la dernière fusée cargo. La dernière fois, nous avons pris la peine de transporter quoi que ce soit hors de la gravité massive de la Terre et dans l'espace. Dès lors, ce ne sera plus que des touristes.
