Orbital Matter ha stampato in 3D la prima trave rigida nel vuoto dello spazio
Avanguardia Spaziale: Startup Tedesca Stampa in 3D una Struttura su Satellite in Orbita
Una startup tedesca, Orbital Matter, ha compiuto un passo significativo nell’esplorazione spaziale, stampando in 3D un fascio lungo mezzo metro da un materiale plastico personalizzato, direttamente da un satellite in orbita. Questo risultato, definito dai dirigenti come una “prima assoluta” per un veicolo spaziale autonomo nello spazio, segna un progresso cruciale verso la costruzione di strutture di grandi dimensioni al di fuori dell’atmosfera terrestre.
Il piccolo satellite dell’azienda, chiamato Replicator 2, è stato lanciato quest’estate a bordo di una missione SpaceX rideshare e ospitava quattro stampanti 3D. Ogni stampante è in grado di creare una trave rigida e cilindrica estrudendo bobine di resina che vengono poi polimerizzate dalla luce ultravioletta, un processo che l’azienda paragona alla miscelazione di cemento e acqua.
Questa tecnologia è fondamentale perché i futuri veicoli spaziali richiederanno dimensioni maggiori per generare più energia elettrica e dissipare una maggiore quantità di calore nel vuoto dello spazio, soprattutto se destinati a servire come data center orbitali. Attualmente, la loro dimensione è limitata dalla capacità di adattarsi agli spazi ristretti della carenatura del razzo che li trasporta in orbita. La capacità di costruire le proprie strutture direttamente nello spazio potrebbe semplificare notevolmente le sfide legate all’alimentazione e alla gestione termica.
“Replicator 2 è la prima prova che possiamo semplicemente costruire l’array nello spazio, di qualsiasi dimensione la missione richieda,” ha dichiarato Jakub Stojek, CEO e co-fondatore di Orbital Matter. L’azienda collabora con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e Thales Alenia, un’importante azienda europea costruttrice di satelliti, con la quale ha lavorato anche su Replicator 2.
Le grandi strutture spaziali odierne sono spesso paragonate a progetti di origami: ampi pannelli solari o specchi telescopici vengono piegati e poi dispiegati in orbita. Si tratta di un complesso progetto ingegneristico, rendendo l’idea di fabbricare e assemblare tali strutture direttamente nello spazio estremamente attraente. La NASA ha finanziato alcuni sforzi in questa direzione, inclusa una missione con la compagnia Redwire che ha stampato in 3D travi strutturali in una camera a vuoto nel 2023, ma senza mai raggiungere l’orbita.
Sebbene due delle stampanti di Orbital Matter fossero state progettate per dispiegare un array solare flessibile e un’anomalia abbia causato il fallimento di una di esse, il braccio creato è riuscito a dispiegare con successo l’array solare, rappresentando un’importante prova di concetto. I precedenti sforzi di stampa 3D in microgravità erano stati limitati all’ambiente pressurizzato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
“È per questo che abbiamo messo così tante stampanti su questo singolo satellite. Abbiamo preferito imparare in orbita e adattare il software secondo necessità, piuttosto che sprecare anni a testare ogni possibilità a terra,” ha affermato Robert Ihnatisin, CTO di Orbital Matter, a TechCrunch.
La lunghezza del braccio è attualmente limitata dalla quantità di resina a bordo del satellite, ma gli ingegneri dell’azienda ritengono che siano fattibili bracci di 100 metri. Per confronto, i satelliti Starlink V2 di SpaceX, tra i più potenti satelliti prodotti in massa in orbita, utilizzano pannelli solari lunghi 20 metri.
Orbital Matter è stata co-fondata nel 2022 da Ihnatsin, che in precedenza ha lavorato per l’azienda di stampa 3D FormLabs, e Stojek, e ha raccolto un finanziamento seed di 3 milioni di dollari.
Ora, Orbital Matter sta lavorando a un’altra missione dimostrativa, prevista per il lancio nel 2028, che testerà una versione più grande della sua stampante su un satellite maggiore. L’azienda spera che questa missione possa dispiegare un pannello solare capace di generare 5 kW di potenza, un “trampolino di lancio” verso implementazioni più grandi di oltre 100 kW per ala entro il 2030. La società sta inoltre collaborando con i costruttori di satelliti che stanno valutando di incorporare il suo sistema PADS (printer-assisted deployment system) nei loro veicoli spaziali per estendere pannelli solari, antenne o altri componenti.