Kod znanstvenika, ali i kod poslovnih ljudi, posebno zanimljivo i obećavajuće je područje mikrogravitacije u niskoj Zemljinoj orbiti; područje više razine zračenja i gotovo vakuumski prostor bude nadu u moguće okruženje koje će omogućiti otkrića, kao i specifičnu proizvodnju, koja će umnogome poboljšati život na Zemlji

Još u devedesetim godinama prošloga stoljeća, na NASA-inoj platformi u niskoj Zemljinoj orbiti, nazvanoj Wake-Shield Facility, eksperimentirano je s mogućnostima proizvodnje u uvjetima mikrogravitacije i bestežinskog stanja

NASA-ina nova misija Artemida (Artemis) trebala bi ponovno omogućiti put ljudima na Zemljin prirodni satelit Mjesec, a u daljim ambicioznim projekcijama čak i do najbližeg planeta Sunčeva sustava, Marsa. Još iz vremena iznimne misije Apollo iz šezdesetih i ranih sedamdesetih godina prošloga stoljeća, NASA vrši niz istraživačkih misija, kako u udaljene dijelove Sunčeva sustava, tako i u Zemljinoj orbiti. S jedne strane je nastojanje što više razumijevanja svemira, a s druge eksperimentiranje s komercijalizacijom mogućnosti, prije svega niske Zemljine orbite (Low Earth Orbite, LEO).

Svemirska ekonomija već sada vrijedi 350 milijardi američkih dolara

Optimizam orbitalnog doba

Najoptimističniji smatraju kako je potencijal korištenja tog područja uvod u novu eru ekonomskih aktivnosti, koja će donijeti prekretnicu našoj civilizaciji. Njihov optimizam ide toliko daleko da smatraju kako će proizvodnja u niskoj Zemljinoj orbiti čovječanstvo uvesti u tzv. orbitalno doba.

-- tekst se nastavlja nakon oglasa --

 

Naime, tehnološki napredak otvara početne mogućnosti komercijalizacije svemira, uz međunarodnu orbitalnu stanicu za znanstvena istraživanja Mir, već postoje ideje o turističkim putovanjima u bliski svemir, pa čak i izgradnje hotela u niskoj Zemljinoj orbiti, razmišlja se o uspostavi stalne misije na Mjesecu… No, ono što je posebno zanimljivo jest to da područje mikrogravitacije, više razine zračenja i stanje gotovo vakuumsko, pružaju moguće okruženje koje će omogućiti otkrića koja mogu poboljšati život na Zemlji.

Naime, očekivanja iz biotehnoloških tvrtki, farmaceutskih proizvođača, proizvođača poluvodiča i drugih naprednih materijala te niza drugih industrija, su da u takvom području mogu ostvariti revolucionarne proizvode koji će koristiti životu na Zemlji. Takva očekivanja, ili nadanja, imaju neka uporišta u dosadašnjim eksperimentima koje je NASA uz pomoć znanstvenih institucija dosad provodila.

Još u devedesetim godinama prošloga stoljeća, na NASA-inoj platformi u niskoj Zemljinoj orbiti, nazvanoj Wake-Shield Facility, eksperimentirano je s mogućnostima proizvodnje u uvjetima mikrogravitacije i bestežinskog stanja. Znanstvenicima je područje mikrogravitacije posebno zanimljivo kao potencijal za proizvodnju određenih stvari koje se ne mogu tako kvalitetno proizvesti na Zemlji.

Sierra Space gradi infrastrukturu i end-to-end poslovnu i tehnološku platformu, za koju tvrdi da će ubrzati novu svemirsku ekonomiju

Centar za napredne materijale

WSF je sponzorirao Odjel za svemirsku obradu u NASA-inom Uredu za život i mikrogravitacijske znanosti i primjene. Projektirao ga je, izgradio i njime upravljao Space Vacuum Epitaxy Center, koji je nakon tih eksperimenata preimenovan u Center for Advanced Materials, na Sveučilištu u Houstonu, koji je ustvari NASA-in komercijalni svemirski centar u suradnji s industrijskim partnerom Space Industries, Inc., također u Houstonu, u državi Teksas.

Wake Shield Facility (WSF) bila je NASA-ina eksperimentalna znanstvena platforma, koju je Space Shuttle postavio u nisku Zemljinu orbitu. Bio je to slobodnoleteći disk od nehrđajućeg čelika, promjera 3,7 m (12 stopa). WSF je raspoređen pomoću Canadarma Space Shuttlea, pozicionirao se oko 55 km (34 milje) iza Space Shuttlea, koji je bio na orbitalnoj visini od preko 300 km (190 milja), unutar termosfere, gdje je atmosfera izrazito razrijeđena.

Orbitalna brzina bila mu je je najmanje tri do četiri puta veća od brzine molekula termosferskog plina u tom području, što je rezultiralo prostorom iza WSF-a, koji je bio potpuno bez molekula plina, čime je iza WSF-a stvoren ultravisoki vakuum. Naime, Space Shuttle stvara jedinstveno ultravakuumsko okruženje iza sebe, s kombinacijom brzina pumpanja i razina vakuuma tisućama puta boljim od najboljih vakuumskih komora na Zemlji. Taj vakuum korišten je za proučavanje rasta epitaksijalnog (kristalnog sloja) filma.

Nakon dva dana, Space Shuttle ponovno je upotrijebio svoju robotsku ruku da prikupi WSF i pohrani ga u Shuttleov prostor za teret za povratak na Zemlju.

Svemirski avion Dream Chaser, američke tvrtke Sierra Space, koja nastoji komercijalizirati programe u niskoj Zemljinoj orbiti, lansirat će se na Međunarodnu svemirsku postaju, počevši od 2023.

Tri eksperimenta

Program letenja WSF-a izvorno je bio niz od četiri misije za provjeru koncepta, čiji je cilj bio određivanje izvedivosti vakuumskog okruženja svemirskog traga za industrijsku proizvodnju tankoslojnog poluvodičkog materijala. Koristeći brz pristup, niske cijene, komercijalne komponente (COTS) i protoflight (svemirski) hardver, eksperiment s prvim WSF-om proveden je od planiranja do leta u Zemljinoj orbiti za manje od 60 mjeseci, uz proračun od samo 15 milijuna američkih dolara. Prva dva leta Wake Shielda, u veljači 1994. godine (STS-69, Discovery) i rujnu 1995. godine (STS-69, Endeavour), postavila su temelje za buduće korištenje svemirskog vakuumskog okruženja. Te misije proizvele su prvu karakterizaciju formiranja vakuumskog pražnjenja i epitaksijalnog rasta u tom pražnjenju tankih slojeva galij-arsenida (GaAs) i aluminij-galij-arsenida (AlGaAs) rekordne čistoće. WSF-03 je u studenome 1996. godine (STS-80, Columbia) nastavio s eksperimentima u naprednim tankim filmovima za aplikacije, uključujući brze tranzistore, lasere i solarne ćelije, uzgojem materijala za izradu uređaja.

Tijekom eksperimenta, znanstvenik za materijale Sveučilišta u Houstonu Alex Ignatiev proizveo je poluvodič u vakuumu svemira koji je, kako se tvrdi, bio 10.000 puta bolji u kvaliteti od onih napravljenih na Zemlji. 2016. godine bioinženjeri upotrijebili su 3D pisač za stvaranje dvokomorne strukture srca dojenčeta od matičnih stanica tijekom paraboličnog leta koji je simulirao bestežinsko stanje.

Ukupno tri leta Wake Shield Facilityja prenijela su 25 kooperativnih tereta u orbitu, usredotočenih uglavnom na dokazivanje komercijalne održivosti određenih projekata. Od projekta se očekivao prijelaz na značajna komercijalna ulaganja za nove letove, a poboljšanja sustava WSF-a bila su u tijeku. Plan integracije i testiranja bio je odobren za WSF-04, kada su NASA-ina financijska sredstva za projekt istekla krajem 1997. godine.

Orbitalna proizvodnja također će otključati milijarde dolara vrijednosti za tvrtke, posebice proizvođače lijekova. Prema nedavnoj studiji, farmaceutske tvrtke mogle bi ostvariti više od 4 milijarde američkih dolara povećanja godišnjeg prihoda suradnjom sa svemirskim tvrtkama

Komercijalizacija projekta

Projekt je naslijedilo NASA-ino javno-privatno partnerstvo SVEC. Od svibnja 1998. godine, SVEC (Space Vacuum Epitaxy Center, NASA-in komercijalni svemirski centar na Sveučilištu u Houstonu) dao je ekskluzivnu licencu Spacehab Inc. za reklamiranje i upravljanje Wake Shield Facilityjem, očuvanje WSF programa i stvaranje poslovnog partnerstva, koje kombinira komercijalnu marketinšku oštroumnost u zrakoplovstvu i međunarodno priznata znanstvena istraživanja.

Spacehab Inc. javna je korporacija s više od 275 milijuna američkih dolara uloženih u sredstva za obavljanje komercijalnih svemirskih operacija. Također, to je prva tvrtka koja je komercijalno razvila, posjedovala i upravljala nastanjivim modulima koji pružaju svemirske laboratorije i logističku opskrbu svemirskih letjelica SAD-a. Ti moduli uspješno su letjeli 13 puta, podupirući znanstveno-istraživačke misije i misije logističke opskrbe Međunarodne svemirske postaje, a nedavno su obavljali te uloge u posljednjem posjetu shuttlea svemirskoj postaji Mir, i kao biomedicinski laboratorij tijekom povijesnog leta STS-95 (Glenn, Discovery).

Podijeli:

 

 

Vezane objave