Construirea sateliților pe orbită, în jurul Pământului, va duce la obținerea unor sateliți mai mari și mai buni.
Oriunde ar merge oamenii, aceștia construiesc. Civilizația a evoluat, de la grupuri de case și poteci, la zgârie-nori, linii electrice, instalații sanitare și turnuri celulare. Dacă omenirea va ajunge să se dezvolte în spațiu, inginerii vor fi cei care vor construi și vor gestiona aceste schimbări.
Proiectanții au visat de mult timp la telescoape complexe și hoteluri spațioase pe care le-ar putea construi, mai puțin, însă, la construireaStației Spațiale Internaționale (ISS) și a telescopului spațial Hubble, fiecare componentă hardware de pe orbită, fiind construită pe Pământ și transportată cu ajutorul unei rachete, în spațiu. Acum, NASA încurajează companiile să facă primii pași în vederea asamblării unor mașini mai complexe, pe orbită, în jurul Pământului. La începutul lunii februarie, 2020, NASA a anunțat semnarea unui contract în valoare de 142 de milioane de dolari cu cei de la Maxar Technologies, pentru a include un braț robotizat pe următorul satelit lansat, realizat cu scopul de a asambla, în spațiu, o antenă.
„Suportarea costurilor de dezvoltare a celor de la NASA reprezintă un ajutor imenspentru ca industria noastră să poată începe să realizeze asamblări în spațiu, într-un mod accesibil”, spune Al Tadros, vicepreședintele Maxar pentru Infrastructura Spațială și Spațiu Civil.
Supranumit Robotul Dexteros al Infrastructurii Spațiale (SPIDER), brațul robotic va fi montat pe un satelit numit Restore-L, care va fi lansat în anul 2025. SPIDER măsoară aproximativ 16 metri lungime când este extins complet, dar se poate răsuci pe toate axele, folosind cele șapte articulații, care îi conferă la fel de multă flexibilitate ca un braț uman, deși are un design diferit.
Odată ajuns pe orbită, SPIDER va scoate, unul câte unul, șapte panouri depozitate alături de Restore-L și le va fixa, ca un puzzle. Folosind un instrument special, SPIDER poate colecta atașamente încorporate în fiecare panou. Brațul parțial autonom poate fi întrerupt după fiecare comandă, pentru efectuarea unor fotografii cu ajutorul camerelor montate și a surselor de lumina, verificând dacă panourile sunt aliniate corect. „Este asemănător unui cuțit elvețian”, spune Tadros.
Produsul finit va fi o antena reflectoare funcțională, rotundă, de 3 metri lățime, similară cu cea care transmite canalele de televiziune către casele de pe Pământ. În prezent, furnizorii acestor produse își proiectează antenele pentru încadrarea lor în interiorul unei rachete de 4 metri lățime. Cu SPIDER, însă, un satelit și-ar putea construi propria antenă de două ori mai mare decât această dimensiune, permițându-i să trimită date către mai multe persoane.
În anumite cazuri, Pământul nu este un loc foarte bun pentru a construi mașinării delicate. Acestea trebuie proiectate astfel încât să suporte atât gravitația, care ,,le apasă” în mod constant împotriva solului, cât și vibrațiile cauzate de explozia controlată care le propulsează în spațiu, la viteze de 20 de ori mai mari decât sunetul. Obiectele construite în spațiu se confruntă cu provocări precum schimbările de temperatură de sute de grade. Ele pot avea orice dimensiune. NASA a ales să finanțeze SPIDER, deoarece ,,tehnologia are aplicații foarte largi”, spune Tadros, avansând ,,de la antene comerciale, la telescoape științifice cu oglinzi de patru până la cinci ori mai mari decât viitorul Telescop Spațial James Webb (JWST)”, continuă el.
„Intenția noastră este să obținem volume nelimitate”, declară Tadros.
Mai mult decât atât, Maxar nu este singura companie de construcții spațiale susținută de către NASA. În vara anului 2019, aceasta a semnat un contract de 73,7 de milioane de dolari companiei Made in Space, care a dezvoltat imprimanta 3D pentru fabricarea pieselor personalizate pentru Stația Spațială Internațională (ISS), cu scopul de a sprijini nava spațială Archinaut One. Acest satelit, care ar putea fi lansat în anul 2022, are ca scop imprimarea 3D a două traverse de 10 metri, din care se pot desprinde panouri solare, având dimensiuni fără precedent.
Ambele misiuni prevăd un viitor în care umanitatea poate să-și îmbunătățească hardware-ul spațial. Principala misiune a satelitului Restore-L, nava spațială care va transporta SPIDER, va fi să demonstreze capacitatea de a capta un satelit mai vechi și de a-l alimenta. Tadros construiește flote de astfel de roboți, care au ca scop să trecerea de la un dispozitiv la altul, extinzându-le durata de viață și oferindu-le mentenanță. Când Verizon a făcut upgrade de la 3G la 4G, de exemplu, a schimbat antenele vechi cu cele noi. „Nu este recomandat să schimbi stația de releu și nici puterea de ieșire a acesteia”, susține el.
Brațele robotizate avansate oferă, de asemenea, planificatorilor misiunilor mai multe opțiuni de a improviza, atunci când lucrurile nu merg conform planului. SPIDER dispune de același ADN tehnologic cu brațul de pe Martian Insight Lander, un alt dispozitiv creat de Maxar. Instrumentele Insight nu au reușit să pătrundă corespunzător în solul dur al Planetei Roșii, de aceea brațul a fost instrumentul principal al inginerilor, în încercarea de a săpa din nou. NASA a conceput JWST astfel încât să se încadreze în interiorul unei rachete prin rabatare, costul acestuia fiind în valoare de 10 miliarde de dolari. Brațele lui SPIDER ar putea oferi viitoarelor telescoape spațiale șanse suplimentare de a se repara, dacă lucrurile nu merg corespunzător planului.
Reparația și construcția în spațiu sunt tehnologii care par de domeniul științifico-fantasticului, însă, cercetătorii le-au studiat timp de zeci de ani. Reprezentările anterioare ale stațiilor spațiale au fost elaborate cu scopul de a fi construite pe orbită, NASA proiectând inițial naveta spațială, inclusiv pentru a repara sateliți. Până în prezent, Agenția Spațială a efectuat un experiment de realimentare a unui satelit, iar prima misiune de recuperare a acestora a fost realizată în anul 1984.
Misiunea de înființare a corpurilor mecanice spațiale s-a dovedit a fi mai dificilă decât era de așteptat. Cu toate acestea, astăzi, sunt lansați din ce în ce mai mulți sateliți, fiecare implicând costuri de sute de milioane de dolari. Cu ajutorul unor calculatoare performante, materiale mai rezistente, mai ușoare și dispozitive mai mici (cum ar fi camerele și senzorii SPIDER), Tadros sugerează că ,,în sfârșit avem tehnologia necesară pentru a face sateliți mai buni”.
