Новое применение технологии 3D-печати в условиях космоса может значительно сократить расходы на запуск космических аппаратов.

Mitsubishi Electric

Японская технологическая компания Mitsubishi Electric Corporation разработала новый метод 3D-печати спутниковых антенн в открытом космосе с использованием солнечной энергии. Об этом в минувший вторник сообщила пресс-служба компании.

Новый метод может значительно сократить расходы по запуску спутников за счет отказа от транспортировки громоздких деталей, занимающих много места в ракете. Для сравнения, компания SpaceX обычно берет около 1200 долларов за фунт (0,45 кг) полезной нагрузки для вывода на околоземную орбиту.

В новой технологии Mitsubishi используется уникальная "светочувствительная смола", которая реагируя на ультрафиолетовое излучение Солнца, превращается в жесткий твердый материал, идеально подходящий для космоса.

Известно, что чем выше чувствительность антенны, тем больше ее размеры, что накладывает определенные ограничения на доставку антенн на орбиту. Более того, чтобы противостоять сильным вибрациям во время запуска, антенные модули должны быть достаточно прочными, а значит, для их изготовления должны использоваться более тяжелые материалы, что значительно увеличивает расходы оператора спутника.

Таким образом, что детали, напечатанные на 3D-принтере в космосе, могут быть намного легче и тоньше, чем традиционные космические антенны. Другими словами, компании-операторы смогут запускать спутники по более низкой цене и с более широким диапазоном возможностей.

Рендеры, демонстрирующие процесс орбитальной 3D-печати. Источник: Mitsubishi Electric

3D-печать в космосе

Пока что Mitsubishi тестировала свой материал на Земле, имитируя условия, близкие к условиям космоса. Исследователи компании утверждают, что работа 3D-печатной антенны шириной в 6,5 дюйма (16,5 см) в лабораторных испытаниях практически не чем отличалась от традиционного спутникового аналога.

Во время испытаний фоточувствительная смола смогла выдержать воздействие температуры до 750 градусов по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию). Команда Mitsubishi также отметила, что во время полимеризации смола не требует атмосферного кислорода, что делает ее идеальным материалом для создания спутниковых антенн. Кроме того, благодаря использованию естественного ультрафиолетового света, технология 3D-печати компании потребляет гораздо меньше энергии

"Проектирование антенн для космических аппаратов является сложной задачей из-за противоречивых требований к высокому коэффициенту передачи, широкой полосе пропускания и малому весу", - заявили представители Mitsubishi. "Высокий коэффициент усиления и широкая полоса пропускания неизбежно связаны с большой апертурой, однако экономичное орбитальное развертывание традиционно диктует, что конструкции должны быть легкими и малогабаритными, чтобы умещаться или складываться внутри ракеты-носителя или механизма по развертыванию спутника".

Mitsubishi также заявила, что благодаря новой технологии "аддитивное производство в космосе теперь стало реальностью". Однако стоит отметить, что на Международной космической станции уже есть 3D-принтер, запущенный на орбитальную станцию еще в 2014 году. Европейское космическое агентство также объявило в прошлом году, что будет экспериментировать с 3D-печатью в космосе, используя для этого металлы с Луны.

Тем не менее, новый метод компании может значительно снизить стоимость запуска спутников и проложить путь к конструированию других жизненно важных элементов для будущих космических миссий.  

Источники: Mitsubishi Electric, NASA
(https://www.mitsubishielectric.com/news/2022/0517.html)
(https://www.incus3d.com/news-entry/view_express_entity/342)
(https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/3d-printing-in-space-long-duration-spaceflight-applications/)