Прочитав о производстве на месте в космосе, я узнал, что на МКС уже есть 3D-принтер для пластика, и компания, стоящая за ним, работает над космическим кораблем для производства более крупных (металлических?) конструкций.
Теперь я также нашел первоначальный проект 3D-принтера по металлу и стеклу, доступный как открытое оборудование от сообщества RepRap, основанный на электронно-лучевой сварке. То есть они хотят, чтобы этот принтер мог в значительной степени воспроизводить себя, помимо печати солнечных элементов или металлических деталей.
https://reprap.org/wiki/MetalicaRap
У меня такой вопрос - будет ли такой принтер (или конкретно электронно-лучевая сварка) работать в космосе? И производить солнечные батареи, достаточно хорошие для использования в космосе?
Кажется, что космическая среда была бы не только возможна, но и полезна - хотя и не обязательно для этого конкретного устройства.
Как из-за силы тяжести, вносящей нежелательные напряжения, которые делают конструкцию более громоздкой, чем необходимо (любые конструктивные/подвижные части под действием силы тяжести должны выдерживать собственный вес, помимо преодоления необходимой инерции), так и из-за вездесущего качественного вакуума - процесс предназначен для работы в условиях высокого вакуума.
Охлаждение будет тяжелее, как и охлаждение в космосе — нужны будут хорошие активные радиаторы. Это дополнительная трудность, но не непреодолимая проблема. Также стандартная "космическая" подготовка всей механики и электроники - радиационная закалка (или экранирование), защита от холодной сварки и т.д.
Что не будет работать с этим конкретным устройством, так это осаждение порошка под действием силы тяжести.
Одно орудие будет стационарно расположено на высоте 1,159 м над строительной платформой. Кольцо захвата датчика будет прикреплено к 12-килограммовому бункеру для порошка с подачей самотеком прямо над поверхностью сборки с прикрепленными 2 лезвиями для удаления порошка с использованием скользящих пластин с прорезями для выпуска порошка. Второй бункер для порошка будет подавать самотеком бункер для порошка на 12 кг.
Это явно не сработает в условиях микрогравитации; даже если бункеры будут питаться разными способами, то отсыпка и выравнивание порошка через вайперы работать не будут; это зависит от того, что порошок оседает из-за силы тяжести (и вакуума, удерживающего его от полета с воздушными потоками). Придется использовать альтернативные средства. Возможности включают распыление уже нагретого металла для спекания при контакте/ударе, его электростатическое удержание, введение небольшого центробежного ускорения путем вращения устройства, совмещение наплавки со сваркой путем направления узкой струи нагреваемого порошка прямо над поверхностью или некоторые другие значит еще предстоит разработать.
Очевидно, что будет вся сложность логистики, связанная с процессом:
подготовка сырья для печати (от метеоритного железа до порошка, готового к нанесению на 3D-принтере, долгий путь),
приобретение и транспортировка материалов,
сборка и доставка готовой продукции (или транспортировка устройства и материалов туда, где необходимо производство),
...И, в конце концов, это, а также упомянутая выше "стандартная "космическая" подготовка" являются величайшими преградами - уже "скоро" мы можем сделать экспериментальное устройство, которое будет печатать солнечный элемент в космосе. Чтобы сделать что-то действительно практически полезное, скажем, обеспечить постоянный запас клеток для расширяющейся космической колонии, потребуется как минимум несколько десятилетий. Существует множество этих «мелких деталей», все они очень важны, все довольно сложны, все довольно дороги, требуют умеренного количества исследований и огромного количества умных инженерных решений и усилий, плюс связанная с этим гора денег, и являются окончательным ответом на вопрос. «Почему мы еще не делаем этого».
Дж. Доу
Дж. Доу
СФ.
Дж. Доу
Дж. Доу
Дж. Доу