Một vệ tinh do công ty khởi nghiệp Orbital Matter vệ tinh 3D của Đức chế tạo đã in ra một chùm tia dài nửa mét từ vật liệu nhựa tùy chỉnh, điều mà các nhà điều hành gọi là lần đầu tiên cho một tàu vũ trụ bay tự do trên quỹ đạo và là một bước tiến tới việc xây dựng các cấu trúc lớn trong không gian.

Vệ tinh nhỏ của công ty, Replicator-2, đã được phóng trong sứ mệnh chia sẻ hành trình của SpaceX vào mùa hè này, với bốn máy in 3D của công ty trên tàu. Mỗi máy in có thể tạo ra một chùm tia hình trụ cứng bằng cách ép đùn các cuộn nhựa được xử lý bằng tia cực tím, chất mà công ty tương tự như xi măng và nước.

Công nghệ này quan trọng vì tàu vũ trụ trong tương lai sẽ cần tạo ra nhiều năng lượng điện hơn và tỏa nhiều nhiệt hơn vào chân không của không gian, đặc biệt nếu chúng sẽ đóng vai trò là trung tâm dữ liệu quỹ đạo. Chúng cũng sẽ cần phải vừa với giới hạn chật hẹp của tấm chắn phía trên tên lửa đưa chúng vào quỹ đạo. Nếu tàu vũ trụ có thể chế tạo thiết bị của họ trên quỹ đạo, các thách thức về năng lượng và tản nhiệt có thể được giải quyết dễ dàng hơn rất nhiều.

Jakub Stojek, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Orbital Matter cho biết: “Replicator 2 là bằng chứng đầu tiên cho thấy chúng ta có thể xây dựng mảng trong không gian một cách đơn giản, ở bất kỳ kích thước nào mà sứ mệnh yêu cầu”. Công ty đang hợp tác với Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Thales Alenia, nhà chế tạo vệ tinh hàng đầu Châu Âu, công ty đã hợp tác trên Replicator 2.

Các cấu trúc lớn ngày nay trong không gian là các dự án origami – các mảng mặt trời lớn hoặc gương kính thiên văn được gấp lại và sau đó triển khai trên quỹ đạo. Đó là một dự án kỹ thuật phức tạp nên ý tưởng chế tạo và lắp ráp những cấu trúc đó trong không gian rất hấp dẫn. NASA đã tài trợ cho một số nỗ lực thực hiện ý tưởng này, đặc biệt là một sứ mệnh với công ty Redwire nhằm tạo ra các chùm cấu trúc in 3D trong buồng chân không vào năm 2023 nhưng chưa bao giờ cất cánh được khỏi mặt đất.

Hai trong số các máy in của Orbital Matter được thiết kế để triển khai một mảng năng lượng mặt trời linh hoạt, nhưng một sự cố bất thường đã khiến một trong các máy in bị hỏng. Tuy nhiên, sự bùng nổ được tạo ra đã triển khai thành công mảng năng lượng mặt trời và là một bằng chứng quan trọng về khái niệm. Những nỗ lực in 3D trước đây trong môi trường vi trọng lực chỉ giới hạn ở môi trường có áp suất trên Trạm vũ trụ quốc tế.

"Đó là lý do tại sao chúng tôi đặt rất nhiều máy in trên vệ tinh này. Chúng tôi muốn tìm hiểu trên quỹ đạo và điều chỉnh phần mềm khi cần thiết hơn là lãng phí nhiều năm để thử nghiệm mọi khả năng trên mặt đất", Robert Ihnatisin, CTO của Orbital Matters, nói với TechCrunch.

Chiều dài của cần bị giới hạn bởi lượng nhựa mang theo trên vệ tinh và các kỹ sư của công ty tin rằng cần có chiều dài 100 mét là khả thi. Để so sánh, các vệ tinh Starlink V2 Mini của SpaceX – một trong những vệ tinh được sản xuất hàng loạt mạnh nhất trên quỹ đạo – sử dụng các mảng năng lượng mặt trời dài 20 mét.

Orbital Matter được đồng sáng lập vào năm 2022 bởi Ihnatsin, người trước đây từng làm việc tại công ty in 3D FormLabs và Stojek, và đã huy động được vòng hạt giống trị giá 3 triệu đô la.

Giờ đây, Orbital Matter đang thực hiện một sứ mệnh trình diễn khác, dự kiến ​​​​ra mắt vào năm 2028, sẽ thử nghiệm phiên bản lớn hơn của máy in trên một vệ tinh lớn hơn mà công ty hy vọng sẽ triển khai một mảng năng lượng mặt trời có thể tạo ra 5 kw điện. Đó sẽ là “bước đệm” hướng tới việc triển khai lớn hơn trên 100 KW mỗi cánh vào năm 2030.

Công ty cũng đang hợp tác với các nhà chế tạo vệ tinh đang xem xét kết hợp PADS (hệ thống triển khai được hỗ trợ bởi máy in) vào tàu vũ trụ của họ để mở rộng các tấm pin mặt trời, ăng-ten hoặc các thành phần khác.