Космические фабрики могут вскоре стать реальностью

Возможность производства за пределами Земли будоражила умы фантастов и ученых с тех пор, как началось освоение космоса. Но серьезных попыток создать «космические фабрики» почти не было. Теперь ситуация начинает меняться, и появились проекты, направленные, например, на производство в космосе искусственных органов или строительство инфраструктуры на Луне.

«Это только начало», – говорит Эндрю Раш, гендиректор стартапа Made in Space, основанного в Кремниевой долине в 2010 г. По его словам, активность в космическом производстве «значительно возросла в последние пять лет или особенно – в последние пару лет».

Одна из многообещающих технологий – 3D-печать, при которой объекты создаются слой за слоем из таких материалов, как полимеры или металлы. Made in Space по контракту с NASA первой в 2014 г. создала таким способом объект в космосе после того, как установила на Международной космической станции (МКС) демонстрационный 3D-принтер. В прошлом году компания стала использовать на МКС другой принтер, производящий различные пластиковые детали, инструменты и устройства.

Низкая гравитация может осложнять производство в космосе. Из-за нее при 3D-печати новые слои хуже сцепляются со старыми, отмечает профессор Йоркского университета Джордж Чжу. Более того, без гравитации практически невозможно использовать металлический порошок или жидкую смолу для 3D-печати.

Тем не менее, у производства сложных продуктов за пределами Земли могут быть технические и экономические преимущества. «Сейчас при поломке деталей или необходимости пополнить их запасы на космическом корабле необходимо изготовить их на Земле и доставить на ракете, при этом выбрав верный момент для запуска, – отмечает Чжу. – С 3D-печатью можно получить то, что требуется, [на орбите] и сэкономить много времени».

Строительство инфраструктуры на других планетах позволило бы не только заложить основы для поселений, но и добывать там сырье и минералы. Европейское космическое агентство (ESA) уже продемонстрировало, как это можно сделать. Оно напечатало на 3D-принтере демонстрационный строительный блок весом 1,5 т из искусственной почвы на основе реальных образцов лунных пород. На Луне с помощью линз можно было бы использовать солнечную энергию для «выпекания» стройматериалов из пыли, слой за слоем. На Марсе в качестве связующего вещества в этих же целях можно использовать имеющуюся там фосфорную кислоту, говорит Томмазо Гидини, возглавляющий в ESA отдел механизмов и материалов.

Низкая гравитация создает благоприятные условия для производства искусственных органов для медицины. Американская компания Techshot разрабатывает оборудование для МКС, которое использует «биочернила» – водянистую смесь стволовых клеток и питательных веществ – для создания сердца и других органов и тканей путем биопечати. На Земле необходимо, чтобы в таких биочернилах содержались химикаты или другие материалы для поддержки их структуры. Но в космосе можно создавать органы, используя только биологические материалы, отмечает Techshot. Перед возвращением этих изделий с орбиты их можно укрепить, оказывая механическое и электрическое воздействие в специальных камерах. «На Земле при использовании одних биочернил [эти ткани] превратились бы в лужицу», – говорит Рич Болинг из Techshot.

Techshot планирует создать первый биопринтер в конце 2018 г., а еще через год выпускать сердечные клетки, которые можно было бы прививать к поврежденному сердцу. Изготовленное в космосе сердце может быть готово для экспериментов на людях к 2025 г. «Мы думаем, что в космосе можно изготовить что-то для трансплантации примерно за два месяца», – говорит Болинг.

Низкая гравитация может быть благоприятна и для производства телекоммуникационного оборудования. Made in Space заканчивает работу над оборудованием для изготовления оптоволоконного кабеля, способного передавать больше данных по сравнению с традиционным. Производство в космосе должно помочь устранить мелкие недостатки, из-за которых ухудшается сигнал. По мнению Made in Space, оптоволоконный кабель может стать первым продуктом, изготавливаемым в космосе в промышленном масштабе. Made in Space планирует в этом году отправить на МКС оборудование для его производства на ракете компании SpaceX.

Перевел Алексей Невельский