In een ontwikkeling die klinkt als een doe-het-zelfproject dat interstellair is gegaan, heeft de Duitse startup Orbital Matter met succes een halve meter lange stijve balk in het vacuüm van de ruimte 3D-geprint met een speciaal plastic materiaal. De kleine satelliet van het bedrijf, Replicator 2, werd deze zomer gelanceerd tijdens een SpaceX rideshare-missie en had vier van zijn 3D-printers aan boord. Elke printer extrudeert rollen hars die uitharden onder ultraviolet licht - een proces dat het bedrijf vergelijkt met cement en water - om een stijve, cilindrische balk te creëren. Directeuren noemen het een primeur voor een vrij vliegend ruimtevaartuig in een baan om de aarde, en een stap naar het bouwen van grote structuren in de ruimte.

Waarom is dit belangrijk? Omdat toekomstige ruimtevaartuigen - vooral die welke worden voorgesteld als orbitale datacenters - groter zullen moeten zijn om meer elektrische energie op te wekken en meer warmte in de leegte uit te stralen. Maar ze moeten nog steeds in de krappe ruimte van de neuskegel van een raket passen. Als ruimtevaartuigen hun eigen structuren in een baan om de aarde kunnen bouwen, worden die problemen met energie en warmteafvoer een stuk eenvoudiger op te lossen. "Replicator 2 is het eerste bewijs dat we de array gewoon in de ruimte kunnen bouwen, op welke grootte de missie ook vereist," zei Jakub Stojek, CEO en medeoprichter van Orbital Matter. Het bedrijf werkt samen met het Europees Ruimteagentschap en Thales Alenia, een toonaangevende Europese satellietbouwer, die meewerkten aan Replicator 2.

De grote ruimtestructuren van vandaag zijn in wezen origamiprojecten - zonnepanelen of telescopische spiegels worden opgevouwen en vervolgens in een baan om de aarde uitgevouwen. Het is lastige techniek, en daarom is het idee om structuren in de ruimte te vervaardigen en assembleren aantrekkelijk. NASA heeft enkele inspanningen gefinancierd, met name een missie met Redwire die in 2023 structurele balken 3D-printte in een vacuümkamer, maar nooit van de grond kwam. De prestatie van Orbital Matter daarentegen verliet daadwerkelijk de planeet.

Twee van de printers van het bedrijf zijn ontworpen om een flexibele zonne-array te ontplooien, maar een anomalie zorgde ervoor dat één printer uitviel. Toch ontplooide de succesvol gecreëerde mast de zonne-array en dient als een belangrijk proof of concept. Eerdere 3D-printinspanningen in microzwaartekracht bleven beperkt tot de drukcabine van het Internationale Ruimtestation. "Daarom hebben we zoveel printers op deze enkele satelliet gezet. We wilden liever in een baan om de aarde leren en de software indien nodig aanpassen dan jaren te verspillen met het testen van elke mogelijkheid op de grond," vertelde Orbital Matter CTO Robert Ihnatisin aan TechCrunch.

De lengte van de mast wordt beperkt door de hoeveelheid hars aan boord, maar ingenieurs geloven dat masten van 100 meter haalbaar zijn. Ter vergelijking: de Starlink V2-satellieten van SpaceX - een van de krachtigste in massa geproduceerde satellieten in een baan om de aarde - gebruiken zonnepanelen van 20 meter lang. Orbital Matter werd in 2022 medeopgericht door Ihnatisin, die eerder werkte bij 3D-printbedrijf FormLabs, en Stojek, en haalde een seedronde van $ 3 miljoen op.

Nu werkt Orbital Matter aan een nieuwe demonstratiemissie, gepland voor lancering in 2028, die een grotere versie van zijn printer op een grotere satelliet zal testen. Het bedrijf hoopt hiermee een zonne-array te ontplooien die 5 kW aan vermogen opwekt - een "opstapje" naar grotere implementaties van 100+ kW per vleugel tegen 2030. Het bedrijf werkt ook samen met satellietbouwers die overwegen zijn PADS (printer-assisted deployment system) in hun ruimtevaartuigen op te nemen om zonnepanelen, antennes of andere componenten uit te breiden. Want waarom vouwen als je kunt printen?