Lokakuussa 1957 tieteiskirjallisuudesta tuli totta: Sputnik, maan ensimmäinen lähettiläs, meni avaruuteen. Siitä lähtien edistyminen on edennyt hellittämättä eteenpäin. Ihmiset, miehet ja naiset, ovat toistuvasti käyneet avaruudessa, tehneet tutkimusta, ehkä jopa rakastelleet toisiaan. Olemme tottuneet näkemään tutkijoiden testauskentän avaruudessa, mutta siitä voi tulevaisuudessa olla hyödyllisempää ihmiskunnalle? Voimmeko jonain päivänä hyötyä taloudellisesti avaruusteollisuudesta, esimerkiksi avaruustehtailla, jotka hyödyntävät mikropainoisuutta?
Kalliita avaruustehtäviä rahoittavat hallitukset ovat pitkään etsineet tapoja tuottaa taloudellista tuottoa. 1990-luvun lopulla NASA suhtautui myönteisesti kaikkiin aloitteisiin, joiden mukaan se voisi kerätä rahaa avaruudesta. Tämän taloudellisen kannustimen aikana tuli esiin monia lausuntoja kiertoradan aloittamisesta. Painovoiman puute mahdollistaisi syövän torjumiseksi tarvittavien proteiinikiteiden kasvun, he sanoivat. Uusilla materiaaleilla, jotka tuotetaan nollapainolla, on uusia hyödyllisiä ominaisuuksia, he sanoivat. Ja paljon enemmän.
Materiaalien ja tarvittavien laitteiden, ainesosien käsittelyn ja sitten maan päälle palaamisen kustannukset osoittivat kuitenkin vähitellen, että nämä ajatukset ovat taloudellisesti puutteellisia. Rahdin lähettäminen avaruuteen lähestyy kullan kustannuksia kilolta. Seurauksena käy ilmi, että kaikki avaruudessa tapahtuva tuotanto ja prosessointi on liian kallista, jotta se kannattaa lainkaan tehdä. Onko muutoksia tulossa?
Lähitulevaisuudessa
Meillä on jo tiettyjä mahdollisuuksia teollisuuden avaruustutkimukseen kansainvälisellä avaruusasemalla. Se kiertää maapallon ympäri 16 kertaa päivässä, ja aluksella on noin kuusi astronauttia. ISS: llä tehdään joka päivä laaja valikoima biologia- ja fysiikkakokeita - itse asiassa ISS on mikropainolaboratorio. Monet näistä kokeista tuottavat toimialakohtaista tietoa.
Yhtenä esimerkkinä sulan metallin virtauksen ymmärtäminen valettaessa monimutkaisia muotoja edellyttää metallien ominaisuuksien mittaamista lähellä sulamispistettä. Tämä tehdään parhaiten näytteillä, jotka kelluvat mikropainolla. Havainnot parantavat maan valuun liittyvää taloudellisuutta ja luotettavuutta tulevaisuudessa. Mikrogravitaatio-olosuhteet ovat tärkeä väline maapallossa tapahtuvien fysikaalisten ja biologisten prosessien ymmärtämisessä.
Mainosvideo:
Äskettäin Euroopan avaruusjärjestö otti yhteyttä teollisuuteen etsimään uusia ideoita kaupalliseen osallistumiseen ISS: ään. Suurin osa ehdotuksista keskittyi tarjoamaan edullisia käyttöoikeuksia ISS: ään käyttämällä yksinkertaistettuja laitteita kuin uusia teollisia prosesseja. Joten teollisuus saa mahdollisuuden osallistua ja kokeilla uusia ideoita, mutta yleensä sen painopiste on löytää halpoja tapoja saavuttaa ja jättää tilaa, puhumattakaan liiketoiminnasta mikropainolla.
ISS: n käyttöikä on rajoitettu. ESA päättää ISS: n käyttöiän pidentämisestä tämän vuoden joulukuussa yhdessä NASA: n kanssa. Todennäköisesti asema toimii vuoteen 2024 saakka. Sitten se poistuu kiertoradalta ja tuhotaan vuoteen 2030 mennessä.
ISS: n ulkopuolella olevasta seuraavasta vaiheesta keskustellaan parhaillaan omituisen otsikon Deep Space Habitat (DSH) alla. Sen tulisi olla väliaikainen siirtomaa, kaukana maapallosta ja jopa matalasta Maan kiertoradalta, jolla ISS leijuu. Se rakennetaan käyttämällä ISS: n laitteistojäämiä, ja se käsittelee Kuun tai asteroidien läheisyydessä olevia materiaaleja tämän ympäristön ylläpitämiseksi, mikä vähentää ylläpidon kustannuksia. Ensinnäkin he kiinnittävät huomiota veteen ja happea, koska he tarvitsevat noin 30 kiloa henkilöä kohti päivässä.
Kaukainen tulevaisuus
Lisäavaruusmatkailutehtävät saavat merkittävän lisäyksen asteroideissa olevien materiaalien prosessoinnilla - varsinkin jos niitä voidaan käyttää rakettipolttoaineiden tai rakennusmateriaalien tuottamiseen niistä -, mutta se ei ole pian. Nykyisiin ehdotuksiin sisältyy asteroidin kehitys, joka lupaa pitkäaikaista taloudellista hyötyä kaikille. Asteroideissa olevia materiaaleja löytyy monien planeettojen pinnalta, mutta jälkimmäisessä tapauksessa niiden erottaminen ja käsittely on kalliimpaa kuin mikään muu vaihtoehto. Operaatioita suunnitellaan parhaillaan resurssien kehittämiseksi Kuussa, Marsin satelliittifobossa ja muissa taivaankappaleissa, mutta niiden toteuttaminen alkaa aikaisintaan kymmenen vuoden kuluttua.
Meillä ei ole vielä tunnistettu monia materiaaleja, jotka voidaan luoda mikropainona, ja löydämme vakavia sovelluksia kaikkialta. Mahdollisuuksia on paljon. Kiinteän vaahdon muodostuminen lisäämällä kaasuja sulan lasiseokseen ja jäähdyttämällä tämä massa mikropainon olosuhteissa (ilman komponenttien painovoimaerotusta) luo rakennusmateriaalin, jolla on teräksen lujuus ja lasille ominainen korroosionkestävyys. On kuitenkin todennäköisempää, että tällaisten tehtaiden tuote menee muiden tehtaiden ja avaruusasemien tuotantoon.
Kymmeniä vuosia sitten ihmiset haaveilivat "avaruus siirtomaa" kaukana maapallosta. Heidän oli oltava kriisin aikana riippumattomia maapallosta ja heillä olisi omavaraiset järjestelmät. Sputnik, ISS ja sitten Deep Space Habitat ovat kaikki askel kohti tällaisia siirtomaita. Heidän luomisensa jälkeen luultavasti heihin luottaa elämäprosessiin, siirtymällä yhä pidemmälle maapallolta.
ILYA KHEL