Made In Space

Made In Space — это американская компания, основанная в 2010 году, специализирующаяся на разработке и производстве оборудования для аддитивного производства (3D-печати) и сборки в условиях микрогравитации. Компания известна созданием первого в мире 3D-принтера, работавшего на Международной космической станции (МКС), а также разработкой технологий для производства крупногабаритных конструкций непосредственно в космосе. В 2020 году компания была приобретена корпорацией Redwire.

История

Компания Made In Space была основана в 2010 году в городе Маунтин-Вью (Калифорния, США) группой предпринимателей и инженеров, включая Аарона Кеммера, Джейсона Данна, Майкла Чена и Майкла Снайдера. Основной целью стартапа было создание технологии, позволяющей изготавливать детали и инструменты на орбите, что должно было снизить зависимость космических миссий от поставок с Земли.

В 2011 году компания получила контракт от NASA на разработку демонстратора 3D-печати для МКС. Первый прототип, названный «3D Printing in Zero-G Experiment», был отправлен на станцию в 2014 году. В ноябре 2014 года на МКС был напечатан первый объект — деталь для самого принтера, что стало первым случаем изготовления объекта в космосе с помощью аддитивных технологий.

В 2016 году компания запустила второй принтер — Additive Manufacturing Facility (AMF), который стал постоянным производственным модулем на МКС. AMF позволял печатать детали из различных полимеров, включая инженерные пластики, и использовался для экспериментов и нужд экипажа.

В 2017 году Made In Space объявила о разработке технологии Archinaut — системы для сборки и 3D-печати крупных космических конструкций на орбите. В 2019 году NASA выделило компании контракт на демонстрацию этой технологии в космосе.

В 2020 году Made In Space была приобретена компанией Redwire, которая объединила несколько космических стартапов. После приобретения бренд Made In Space сохранился как подразделение Redwire, продолжающее разработки в области космического производства.

Технологии и продукция

3D-принтеры для микрогравитации

Основным продуктом компании являются 3D-принтеры, адаптированные для работы в условиях невесомости. В отличие от наземных принтеров, в которых используется сила тяжести для укладки слоев, космические принтеры Made In Space применяют специальные механизмы для подачи и фиксации материала, а также системы контроля температуры и движения.

• Zero-G Printer (2014) — первый демонстратор, работавший на МКС. Использовал технологию FDM (Fused Deposition Modeling) с полимерными нитями (ABS, поликарбонат). Размер печати — до 10×10×10 см.
• Additive Manufacturing Facility (AMF) (2016) — второй, более совершенный принтер, установленный на МКС. Поддерживал печать из 21 типа полимеров, включая инженерные пластики (PEEK, PEI, Ultem). Размер печати — до 14×10×10 см. AMF работал в коммерческом режиме, предоставляя услуги по печати для заказчиков на Земле.
• Vulcan — проект принтера для печати крупных конструкций в космосе, использующий технологию экструзии полимеров с армированием углеродным волокном.

Архитектура и сборка на орбите

Технология Archinaut (позднее — Archinaut One) представляет собой роботизированную систему, способную собирать и 3D-печатать крупные конструкции на орбите. Система включает в себя манипулятор, 3D-принтер и блок управления. Archinaut предназначен для создания космических антенн, солнечных батарей, ферм для телескопов и других элементов инфраструктуры, которые невозможно доставить на орбиту в готовом виде из-за ограничений по габаритам ракет-носителей.

В 2019 году NASA выделило контракт на $73,7 млн для демонстрации технологии Archinaut One на орбите. Планировалось, что система напечатает две 10-метровые балки для солнечных батарей на орбите. Однако запуск был отложен, и на 2024 год демонстрация не состоялась.

Производство в космосе

Made In Space также разрабатывала технологии для производства оптического волокна в микрогравитации. В 2017 году компания провела эксперимент на МКС по вытягиванию волокна из фторидного стекла (ZBLAN). В условиях невесомости удалось получить волокно с меньшим количеством дефектов, чем на Земле, что открывает перспективы для создания высококачественных оптических материалов.

Применение

Продукция Made In Space находит применение в нескольких областях:

• Космические миссии: печать запасных частей и инструментов на МКС, что снижает необходимость в доставке грузов с Земли. Например, для экипажа МКС были напечатаны ключи, зажимы, крепления и детали для научного оборудования.
• Научные исследования: проведение экспериментов по материаловедению в микрогравитации, изучение поведения полимеров и металлов при печати в невесомости.
• Коммерческие услуги: через AMF компания предоставляла возможность печати деталей для сторонних организаций, включая университеты, стартапы и государственные агентства.
• Будущие проекты: создание крупных космических конструкций (антенн, солнечных батарей, модулей) для спутников и орбитальных станций, а также производство оптического волокна и других материалов в космосе.

Критика и ограничения

Основные критические замечания в адрес Made In Space связаны с высокой стоимостью и ограниченной производительностью космических 3D-принтеров. На начальном этапе печать одного объекта на МКС обходилась в тысячи долларов из-за затрат на доставку оборудования и материалов. Кроме того, технология Archinaut, несмотря на амбициозные планы, не была реализована в полном объеме из-за технических сложностей и задержек в финансировании.

Также отмечается, что большинство напечатанных на МКС деталей были простыми по форме и не требовали высокой точности. Для сложных механических узлов, работающих в условиях вакуума и радиации, полимерные материалы, используемые в принтерах Made In Space, могут быть недостаточно прочными.

Перспективы

После приобретения Redwire компания продолжает разработки в области космического производства. В 2023 году Redwire объявила о планах по созданию нового поколения 3D-принтеров, способных печатать из металлов (например, алюминия и титана) в условиях микрогравитации. Также ведется работа над системой для печати крупных конструкций на Луне в рамках программы NASA Artemis.

Технологии Made In Space рассматриваются как ключевой элемент для создания долговременных орбитальных станций, лунных баз и миссий на Марс, где возможность производить детали и инструменты на месте снизит стоимость и риски экспедиций.

Источники

• NASA. «3D Printing in Zero-G Experiment». 2014.
• NASA. «Additive Manufacturing Facility (AMF)». 2016.
• Redwire Corporation. «Redwire Acquires Made In Space». 2020.
• NASA. «Archinaut One: In-Space Manufacturing and Assembly». 2019.
• Made In Space. «Vulcan: Large-Scale 3D Printing in Space». 2018.
• Journal of Spacecraft and Rockets. «In-Space Manufacturing: Opportunities and Challenges». 2021.