SpaceFab: 3D tiskárny ve vesmíru dokážou stavět lodě i stanice

Americká firma Tethers Unlimited, Inc. (TUI) vyvíjí vpravdě revoluční vesmírnou technologií. Zapomeňte na zdlouhavé a komplikované stavění vesmírných stanic nebo jiných velkých konstrukčních celků. V blízké budoucnosti si vše potřebné na oběžné draze doslova vytiskneme – s pomocí 3D tiskáren.

Stavět ve vesmíru velké konstrukce je potíž. Limitujícím faktorem je omezený prostor v nosné raketě a také omezená hmotnost vynášeného nákladu. Samozřejmě, ideální je velké konstrukce sestavovat na oběžné dráze, ale dosud se nenašel efektivní způsob, jak to udělat…

Například pro stavbu Mezinárodní vesmírné stanice ISS bylo potřeba mnoho staru raket a raketoplánů, jenž do vesmíru vynesly jednotlivé moduly. Samozřejmě díky omezenému prostoru v nákladním prostoru raketoplánu nebo rakety, mohli mít jednotlivé celky jen omezený průměr nebo velikost.

Firma TUI však chce k „vesmírnému stavitelství“ přistupovat jinak. Základní myšlenkou je použít jen základový materiál, a z něj ve vesmíru vymodelovat libovolně velké konstrukční celky. V podstatě jde vlastně o přenesení konceptu 3D tisku do otevřeného prostoru vesmíru.

Avšak nemusíte se bát, nejedná se o žádný sci-fi myšlenku, ale o reálnou technologií. TUI získala pro druhou fázi výzkumu grant 500 000 dolarů od americké vesmírné agentury NASA. V první fázi (2012), kde musela dokázat životaschopnost technologie, získala již 100 000 dolarů.

Jak to celé funguje? Podstatou konceptu SpaceFab je použití základového materiál (polymer, kompozit, atd.) v podobě vlákna namotaného na cívce. Lze také uvažovat o celých blocích, jako jsou například pláty nebo membrány (klidně i solární membrány).

Vesmírnou 3D tiskárnou je pak robotický satelit pojmenovaný příhodně jako SpiderFab. Každý satelit má sebou několik stovek metrů vlákna. V případě potřeby se z cívky odvine potřebné množství vlákna, robotická ruka vlákno v požadované délce ustřihne a přiloží na požadované místo v konstrukci. S konstrukcí je pak vlákno „svařeno“.

Jak nám anglický název napovídá, SpiderFab se chová a pohybuje a chová doslova jako pavouk, který spřádá své sítě. Dlužno podotknout, že na rozdíl od pozemského pavouku, SpaceFab může spřádat vlákna o průměru několika milimetrů až centimetrů.

Stejně tak lze na oběžné dráze vyrábět doslova průmyslově příhradové nosníky. TUI vyvinul speciální zařízení, jenž dokáže pomocí vláken (o různém průměru) libovolně dlouhé příhradové nosníky. Společnost zařízení nazvala doslova jako „nosníkomet“ (TrusselatorTM). Samozřejmě jako jednotlivá vlákna, tak i nosníky lze k sobě různě spojovat i kombinovat.

Praktické využití je doslova ohromné. Na oběžné dráze stavět mnohasetmetrové konstrukce, jako třeba radiové teleskopy nebo antény. Můžeme také vytvořit ohromnou příhradovou konstrukci pro solární panely, které budou zásobovat budoucí vesmírné stanice nebo rovnou Zemi elektrickou enregií.

Stejně tak lze stavět příhradové konstrukce pro budoucí vesmírné stanice nebo kosmické lodě. Lze uvažovat i o nejrůznějších protiradiačních štítech chránicí kosmické lodě, nebo rovnou i Zemi.