W rozwoju wydarzeń, który brzmi jak projekt DIY, który wymknął się w przestrzeń międzygwiezdną, niemiecki startup Orbital Matter z powodzeniem wydrukował w 3D półmetrową sztywną belkę w próżni kosmicznej przy użyciu specjalnego materiału plastikowego. Mały satelita firmy, Replicator 2, wystrzelony latem tego roku w ramach misji rideshare SpaceX, miał na pokładzie cztery swoje drukarki 3D. Każda drukarka wytłacza zwoje żywicy utwardzanej światłem ultrafioletowym – proces, który firma porównuje do cementu i wody – tworząc sztywną, cylindryczną belkę. Przedstawiciele firmy nazywają to pierwszym takim przypadkiem dla swobodnie latającego statku kosmicznego na orbicie i krokiem w kierunku budowy dużych konstrukcji w kosmosie.

Dlaczego to ma znaczenie? Ponieważ przyszłe statki kosmiczne – zwłaszcza te wyobrażane jako orbitalne centra danych – będą musiały być większe, aby generować więcej energii elektrycznej i odprowadzać więcej ciepła w próżnię. Ale wciąż muszą zmieścić się w ciasnych ograniczeniach owiewki rakiety. Jeśli statki kosmiczne mogą same budować swoje konstrukcje na orbicie, te bóle głowy związane z energią i rozpraszaniem ciepła stają się znacznie łatwiejsze do rozwiązania. „Replicator 2 to pierwszy dowód, że możemy po prostu zbudować tablicę w kosmosie, w dowolnym rozmiarze wymaganym przez misję” – powiedział Jakub Stojek, CEO i współzałożyciel Orbital Matter. Firma współpracuje z Europejską Agencją Kosmiczną i Thales Alenia, wiodącym europejskim producentem satelitów, który współpracował przy Replicator 2.

Dzisiejsze duże konstrukcje kosmiczne to w zasadzie projekty origami – tablice słoneczne lub lustra teleskopów są składane, a następnie rozmieszczane na orbicie. To trudna inżynieria, dlatego pomysł wytwarzania i montażu konstrukcji w kosmosie jest atrakcyjny. NASA sfinansowała niektóre wysiłki, w szczególności misję z Redwire, która w 2023 roku wydrukowała w 3D belki konstrukcyjne w komorze próżniowej, ale nigdy nie wystartowała. Osiągnięcie Orbital Matter, w przeciwieństwie do tego, faktycznie opuściło planetę.

Dwie z drukarek firmy są zaprojektowane do rozmieszczania elastycznej tablicy słonecznej, ale anomalia spowodowała awarię jednej drukarki. Mimo to pomyślnie utworzone ramię rozłożyło tablicę słoneczną i służy jako ważny dowód koncepcji. Poprzednie wysiłki w zakresie druku 3D w mikrograwitacji były ograniczone do środowiska ciśnieniowego Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. „Dlatego umieściliśmy tak wiele drukarek na tym jednym satelicie. Woleliśmy uczyć się na orbicie i dostosowywać oprogramowanie w razie potrzeby, niż marnować lata na testowanie każdej możliwości na ziemi” – powiedział TechCrunch Robert Ihnatisin, CTO Orbital Matter.

Długość ramienia jest ograniczona ilością żywicy na pokładzie, ale inżynierowie uważają, że ramiona o długości 100 metrów są wykonalne. Dla porównania, satelity Starlink V2 firmy SpaceX – jedne z najpotężniejszych masowo produkowanych satelitów na orbicie – używają tablic słonecznych o długości 20 metrów. Orbital Matter zostało współzałożone w 2022 roku przez Ihnatisin, który wcześniej pracował w firmie zajmującej się drukiem 3D FormLabs, i Stojka, i pozyskało 3 miliony dolarów w rundzie seed.

Teraz Orbital Matter pracuje nad kolejną misją demonstracyjną, zaplanowaną na start w 2028 roku, która przetestuje większą wersję swojej drukarki na większym satelicie. Firma ma nadzieję, że pozwoli to na rozmieszczenie tablicy słonecznej generującej 5 kW mocy – „kamień milowy” w kierunku większych wdrożeń o mocy 100+ kW na skrzydło do 2030 roku. Firma współpracuje również z producentami satelitów, którzy rozważają włączenie jej systemu PADS (printer-assisted deployment system) do swoich statków kosmicznych, aby rozszerzyć panele słoneczne, anteny lub inne komponenty. Bo po co składać, skoro można drukować?