Fertigung im Weltraum
Von John Guite
Fertigung im Weltraum - Das ist ein Thema, und es gibt mehrere Unternehmen, die daran arbeiten, die Komplexität der Herstellung und Montage von Produkten in der erdnahen Umlaufbahn und darüber hinaus zu verstehen und zu lösen.
Die potenziellen Vorteile der Fertigung im Weltraum sind in der Tat zahlreich, und die Raumfahrtindustrie kann durch die Fertigung im Weltraum Geld verdienen und profitabel werden. Die kommerzielle Raumfahrt allein bietet nicht das Gewinnmotiv, um die Entwicklung der kommerziellen Raumfahrt weiter voranzutreiben. Es ist cool, William Shatner und andere Berühmtheiten im Weltraum fliegen zu sehen, aber irgendwann muss etwas Nützliches im Weltraum passieren, damit es rentabel ist und sich zukünftige Investitionen lohnen. Die Herstellung von Produkten im Weltraum, die sowohl im Weltraum als auch auf der Erde verwendet werden können, bietet diese Möglichkeit. Laut Harvard Business Review entfielen im Jahr 2019 von den geschätzten $366 Mrd. Umsatz, die im Raumfahrtsektor erzielt wurden, 95% auf Waren oder Dienstleistungen, die im Weltraum für die Nutzung auf der Erde hergestellt wurden.
Welche Produkte können im Weltraum hergestellt werden?
Doch welche Produkte sollten sinnvollerweise im Weltraum hergestellt werden? Es liegt auf der Hand, dass die Herstellung im Weltraum nicht billig ist, so dass die Produkte sehr überzeugende Kosten-, Qualitäts- oder Komfortvorteile aufweisen müssen, um im Weltraum hergestellt werden zu können. Einige Beispiele für Produkte, die für die Herstellung im Weltraum geprüft werden, sind:
- ZBLAN und Glasfaserkabel - 1 kg ZBLAN für die Herstellung von Glasfaserkabeln kann bis zu $1 Million kosten. Bei der Herstellung von ZBLAN im Weltraum wird die Mikrogravitation genutzt, um die Streuung und Leistung von Glasfasern zu verbessern.
- In ähnlicher Weise profitieren Superlegierungen von der Mikrogravitation und dem Vakuum im Weltraum, um die Materialdispersion zu verbessern und oxidierende Schichten zu reduzieren.
Produktion auf Basis von Stammzellen
Unternehmen prüfen den 3D-Druck funktionierender menschlicher Herzen aus Stammzellen im Weltraum. Die Mikrogravitationsatmosphäre in der erdnahen Umlaufbahn macht es technisch möglich, ein menschliches Herz zu drucken.
sicherzustellen, dass alle Zellen und Gewebe an der richtigen Stelle angeordnet sind. Aufgrund der Fortschritte bei der 3D-Drucktechnologie im Weltraum dürfte die Geschwindigkeit, mit der ein Herz gedruckt werden kann, auch höher sein als auf der Erde. Stellen Sie sich vor, Sie benötigen eine Herztransplantation, bestellen ein im Weltraum gedrucktes Herz und haben weniger als zwei Monate später Ihr Ersatzherz zur Implantation bereit. Ein weiteres Forschungsgebiet im Bereich der Biologika ist die Herstellung von Lebensmitteln im Weltraum. Unternehmen arbeiten derzeit an der Herstellung von schlachtfreiem Fleisch", indem sie Rinderzellen von der Erde aus im Weltraum mittels 3D-Druck züchten. Auf diese Weise könnten Astronauten und künftige Raumfahrer mit Nahrung versorgt werden.
Mikrochip- und Waferproduktion
Galliumarsenid (GaAs) ist Silizium in mehreren Aspekten bei Halbleiteranwendungen wie Solarzellen, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt überlegen. Die Herstellung von GaAs-Wafern auf der Erde ist jedoch hochgiftig. Die Herstellung im Weltraum kann die Sorge um die Entsorgung dieses Giftmülls verringern.
Darüber hinaus können GaAs-Wafer im Weltraum mit deutlich verbesserter Qualität aufgrund der Mikrogravitation hergestellt werden. Außerdem werden Forschungsarbeiten zur Verringerung des Wasserverbrauchs bei der Herstellung von Mikrochips im Weltraum durchgeführt. Ein auf der Erde hergestellter 12-Zoll-Schaltkreis kann über 2.000 Gallonen Wasser für Reinigung und Kühlung verbrauchen. Angesichts der Vakuum- und Temperatureigenschaften im Weltraum könnte dieser Verbrauch drastisch reduziert werden.
Fertigungsanlagen für die Raumfahrt Im Weltraum
Schließlich kann auch die Herstellung von Raumfahrtausrüstung selbst von der Fertigung im Weltraum profitieren. Derzeit unterliegen Satelliten, die auf der Erde entwickelt werden, den physikalischen Größenbeschränkungen einer Trägerrakete und müssen so konstruiert sein, dass sie den Strapazen eines Starts standhalten. Der Transport von Komponenten in den Weltraum und die Montage von Raumstationen in der erdnahen Umlaufbahn ermöglichen größere und funktionellere Stationen, die von Menschen bewohnt werden können. Außerdem kann dies zu einer stärkeren Standardisierung bei kostengünstigeren Raketen führen.
Ein Stammbaum auf dem Weltraummarkt
Wir bei Technetics sind begeistert von dieser Art des "Out-of-the-Box"-Denkens und wir sind stolz darauf, dies alles durch die Bereitstellung von Dichtungen und Überdrucklösungen zu ermöglichen, die heute in vielen Trägerraketen eingesetzt werden. Wir haben den Stammbaum und die Erfahrung, um die robusten Lösungen zu liefern, die die kommerzielle Raumfahrtindustrie jetzt und in Zukunft benötigt.
Referenzen: Axiom Space. [Website des Unternehmens]. https://www.axiomspace.com/manufacturing/alloys-superalloys
RedWire. (2020, 22. Juni). Wie die Herstellung im Weltraum die globale Raumfahrtindustrie beeinflussen wird [Artikel]. https://redwirespace.com/newsroom/how-in-space-manufacturing-will-impact-the-global-space-economy/
Voyager. (2021, 13. März). Wie die Raumfahrtindustrie eine $158 Milliarden Industrie ist
YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=3wRGY90KiuI
Harvard Business Review. (2021, 12. Februar). Das kommerzielle Raumfahrtzeitalter ist da [Artikel]. https://hbr.org/2021/02/the-commercial-space-age-is-here
The Times of Israel. (2019, October 8). Israelisches Unternehmen züchtet erstmals Fleisch im Weltraum [Artikel]. https://www.timesofisrael.com/in-first-israeli-company-grows-steak-in-space/
Alles über Stromkreise. (2019, August 23). Gallium Arsenide: Another Player in Semiconductor Technology [Artikel]. https://www.allaboutcircuits.com/news/gallium-arsenide-another-player-in-semiconductor-technology/
