چالش های فعلی در ساخت ماهواره

تولید ماهواره سنتی یک اشغال بالا، فرایند زمینی، پردازش زمین-bound است که محدودیت های شدید را بر هزینه، برنامه و انعطاف پذیری طراحی می کند، هر ماهواره باید در محیط پرتاب خشونت آمیز مقاومت کند - با لرزش شدید آن، بارهای صوتی و استرس گرانشی - که نیاز به تقویت ساختاری سنگین و تست گسترده را هنگامی که پرتاب ماهواره ای به طور کامل تنظیم می رسد، می تواند بدون هیچ گونه مواد ثابت شده، به طور کامل ذخیره سازی شده باشد؛ و یا ذخیره سازی شده است؛ مانند صرفه جویی در ماموریت ثابت باقی بماند؛ و یا ذخیره سازی شده است، به طور کامل، و یا ذخیره سازی شده است؛ زیرا هیچ یک ابزار ثابت باقی می ماند؛ زیرا هیچ یک ابزار ثابت باقی می ماند، به طور کامل ذخیره سازی شده است، به طور کامل ذخیره سازی شده است، به طور کامل، به طور کامل ذخیره سازی شده است.

تکنولوژی های نوظهور تولید در داخل یا بیت

پیشرفت های اخیر در رباتیک، سیستم های مستقل و مواد پیشرفته، مفهوم تولید درون مدار از داستان علمی را به یک واقعیت مهندسی نزدیک تبدیل می کند.این فن آوری ها اجازه می دهد فضاپیما مونتاژ، تعمیر و ارتقاء در فضا، دور زدن بسیاری از محدودیت های ساخت مبتنی بر زمین.

روباتیک و مجلس مستقل

سلاح های رباتیک و خزنده های فضایی - مانند کسانی که توسط ناسا، ESA و شرکت های خصوصی مانند Maxar و Astrobotic توسعه یافته اند - می توانند اکنون وظایف ظریف مانند پانل های پیچ و خم، اتصال سیم کشی، و دستکاری آرایه های خورشیدی به عنوان پیشرفت در بینایی ماشین و سنجش نیروی - این ربات ها را قادر می سازد تا با دقت میلیمتری کار کنند حتی تحت نور متغیر و شرایط حرارتی، سیستم های نظارت بر قطعات ماهواره ای که می توانند از ساختار های مونتاژ بزرگ استفاده کنند.

تولید افزودنی (3D چاپ) در Micrograv

چاپ 3D در فضا از تظاهرات تجربی - مانند اولین چاپگر پلاستیک در ایستگاه فضایی بین المللی - به تولید قطعات فلزی با استفاده از تکنیک هایی مانند ذوب الکترون-beam و تولید افزودنی سیم-کید حرکت کرده است. [در گرانش صفر] ، عدم رسوب و تجزیه و تحلیل اجازه می دهد تا برای خواص مواد منحصر به فرد و کاهش نقص های ساختاری.توانایی چاپ قطعات جایگزین در تقاضا به طور چشمگیری نیاز به ذخیره سازی قطعات (در حال حاضر بخش های ذخیره سازی قطعات از سیستم عامل های تولیدی Red Space) است.

استفاده از منابع درون-Situ (ISRU) برای مواد خام

در حالی که زمین منبع اصلی مواد با درجه بالا باقی می ماند، تولید طولانی مدت در مدار از استفاده از منابع برداشت شده از سیارک ها، ماه یا حتی زباله های فضایی بهره مند می شود. پردازش مجدد سنگ سنگ آهک یا یخ آب به فلزات، سرامیک و مواد معدن می تواند به طور چشمگیری کاهش هزینه های زنجیره تامین، اگرچه هنوز هم بسیاری از سال ها از استقرار عملیاتی، مطالعات اولیه نشان می دهد که استخراج آلومینیوم، و مواد فسیلی به طور مستقیم وجود دارد و یا مواد تصفیه شده است.

مزایای کلیدی تسهیلات تولید داخلی یا بیت

  • هزینه های پرتاب شده را کاهش داد: با راه اندازی تنها مواد خام، اجزای، یا سیستم های ربات به جای ماهواره های کامل مونتاژ، توده بار می تواند توسط 30 تا 50٪ کاهش یابد، همان وسیله نقلیه پرتاب می تواند چندین دسته کوچک را تحویل دهد، و ماهواره نهایی پر سر و صدا، صرفه جویی در هزینه ساختار پرواز سنگین و سیستم های بقا پرتاب.
  • تجاوز و ساخت و ساز مشترک: ساخت در مدار اجازه می دهد تا اپراتورهای برای تولید و استقرار ماهواره ها بر اساس به عنوان مورد نیاز، به جای ساخت صدها واحد یکسان بر روی زمین و ذخیره آنها.این پشتیبانی از تولید فقط در زمان برای مگا کانکسیشن مانند ستاره یا شبکه های مشاهده زمین بعدی.
  • تعمیرات در بیت، ارتقاء و سوخت گیری: به جای بازنشستگی یک ماهواره پس از یک شکست واحد، ربات ها می توانند جایگزین ماژول های معیوب، ارتقاء الکترونیک، یا مخازن سوخت گیری، گسترش عمر عملیاتی تا سال ها.
  • سازگاری ساختارهای غیرممکن: آنتن های بسیار بزرگ، آرایه های انرژی خورشیدی، یا تلسکوپ هایی که نمی توانند در هر نمایشگاه پرتاب موجود قرار بگیرند می توانند با قطعه ای در مدار ساخته شوند. Concepts مانند یک تلسکوپ رادیویی 100 متری یا یک ماهواره انرژی خورشیدی در مقیاس کیلومتر که در بالای اتمسفر اتفاق می افتد، امکان پذیر می شوند.
  • انعطاف پذیری و سازگاری بهبود یافته: ماهواره های مونتاژ شده در مدار می توانند با محموله های سوکتی و ماژول های قابل تعویض طراحی شوند، اجازه می دهد همان اتوبوس برای خدمت به ماموریت های متعدد بدون بازسازی زمین، این زمان را از نیاز به استقرار کاهش می دهد و باعث می شود که صورت فلکی بیشتر به تغییر تقاضاهای بازار واکنش نشان دهد.

بازیگران کلیدی و Ongoing Initiatives

چندین سازمان دولتی و شرکت های خصوصی به طور فعال در حال توسعه زیرساخت ها و فن آوری های حمل و نقل در مدار (FLT:0) و ماموریت OSAM-1 ناسا هستند ، قبلاً بازیابی-L، پروژه اصلی ساخت ماهواره ای است که MaxOD2 شرکت های خدمات رباتیک که سوخت، رندر، و بازرسی یک ماهواره دولتی موجود، نصب زمین برای ساخت و ساز آینده و یا ساخت (FI) را ثابت می کنند.

چالش های فنی و نظارتی

علی رغم پیشرفت سریع، تولید مسائل با موانع متعددی مواجه است.[۱] مدیریت تابش سریع در فضا دشوار است: چاپ سه بعدی نیاز به درجه حرارت ثابت برای جلوگیری از جنگ دارد، اما خلاء و چرخه های گرمایش خورشیدی، گرادیان های شدید را ایجاد نمی کند.[۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳] و][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳] و] و][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][۳][

آینده چشم انداز و خط زمانی

انتظار می رود که تولید در عرض یک دهه آینده از تظاهرات آزمایشی به استقرار عملیاتی (در چارچوب زمان 2025 تا 2030) ، ما ماموریت های تعمیر و نگهداری رباتیک بزرگ (OSAM-1 ، فضای ایرباس Tg) را افزایش دهیم و اولین چاپ 3D قطعات فلزی در فضاپیماهای آزاد پرواز، برنامه هایی مانند PERODI ESA برای تولید یک سیستم عامل مقیاس پذیر و یا تولید مواد اولیه را در 2035 آغاز کند.

انتقال فوری نخواهد بود، اما جهت روشن است. کشورهایESA ، مونتاژ و تولید داخل و یا بیت یک بلوک ساختمان حیاتی برای ماموریت های طولانی مدت و صنعتی سازی فضا است.با سرمایه گذاری مداوم در فن آوری های فعال و چارچوب های نظارتی برای حمایت از آنها، کارخانه های مداری تبدیل به بخش معمول از ساخت زیرساخت های فضایی خواهند شد - چگونه ماهواره ها را ساخت و برای کار در جهت ساخت ماهواره ها.