Bygga, bo och leva i rymden – en nyårsspaning

Av Ulf E Andersson Nästa spaning kommer snart och handlar om återanvändning/kretslopp av vatten och luft samt odling och livsmedelsproduktion i rymden


Bild: ESA/Foster+Partners

De första människorna som kommer att leva mer eller mindre permanent i bosättningar utanför jorden är med all sannolikhet redan födda. De kommer att arbeta, bo och leva på månen, Mars eller i mycket stora roterande rymdstationer i omloppsbanor i fria rymden.

Svenska Rymdsällskapet har ett prioriterat mål att bidra till fler människor i rymden, inte bara för kortare uppdrag för forskning och upptäckter, utan också att det skapas bosättningar och på sikt städer med många invånare på andra platser än på jorden, så att vi på sikt ”koloniserar” solsystemet.

Det är spännande att se att så många intressanta saker hänt under 2020 – och tidigare – som gör detta möjligt. För att få permanenta baser och bosättningar att fungera behöver vi kunna utnyttja de resurser som finns på planeter, månar och asteroider: vatten, metaller, energi, byggmaterial och de grundämnen som människor och växter behöver. Vi kommer att lära oss att använda resurser på månen och andra ställen, istället för att skicka upp allt som behövs från jorden.

Byggande och annat tekniskt arbete och produktion kommer att i hög grad använda 3D-printing och robotik. Avancerade lösningar för rening och återanvändning av vatten, luft och organiskt avfall blir en nödvändighet. Likaså att odla grödor och producera mat helt lokalt – där man är.  Även om raketuppskjutningar blir mycket billigare än idag, så kan man knappast basera all livsmedelsförsörjning på ständiga leveranser från jorden.

Idag jobbar uppskattningsvis hundratusentals forskare och teknikutvecklare med detta världen över. Ibland utan att inse att det de utvecklar för någon jordisk tillämpning, också skulle fungera lika väl på månen – eller någon annanstans i rymden. Några intressanta exempel som kommit fram under året (trots Covid-19 och andra otrevligheter) som handlar om hur vi kan få tillgång till resurser i rymden, och använda 3D-printing och robotik är de nedanstående. Detta är bara några exempel inom dessa områden – det finns många fler idag eller under utveckling.

Resurser från rymden – att användas i rymden – jobbar både ESA, NASA och de ryska och kinesiska rymdmyndigheterna med. Exempelvis stöder ESA det engelska företaget Metalysis att göra syre från mångrus.

Metalysis studerar hur en industriell produktion av metaller och legeringar kan fungera på Månen. Företaget har redan visat att de kan utvinna 96% av syret i mineralet ilmenit, en svart järn-titanoxid som det finns gott om i månytans grus och damm. Processen ger metallisk pulverlegering som kan användas för på plats för 3D-printing på månen.

Metalysis meddelade i november 2020 att projektet kommer bedöma vilka tekniker som ska utvecklas, med fokus på syreproduktion för människor, djur och växter och som en del av raketbränsle ”förmågan att göra syre på månen är avgörande för framtida utforskning och bosättning, vilket är viktigt för hållbara långvariga aktiviteter i rymden. In-Situ /på plats/ Resource Utilization (ISRU) kommer att avsevärt minska vikten av det som måste transporteras från jorden”

Tillverka syre från mångrus med ROXY? Bild: Airbus

Flera arbetar med detta – i ett genombrottsexperiment i september 2020 har ett team under ledning av företaget Airbus Defense and Space i Tyskland för första gången producerat syre och metaller från simulerat mångrus med sin egna process som kallas ROXY (Regolith till OXYgen and Metals Conversion). Även ROXY kan vara en viktig del i en produktionskedja på månen, som ger syre till bosättningar eller för raketbränsle, samtidigt som metaller blir biprodukter som kan används för byggmaterial. Airbus tror att på jorden öppnar ROXY en ny väg för att drastiskt minska utsläppen av växthusgaser från produktion av metaller, eftersom processen i huvudsak är fri från utsläpp – ett exempel på hur rymdteknik kan förbättra livet på jorden.

3D-printing och robotik behövs extra mycket i rymden, eftersom tillgången på byggare och industriarbetare är rätt begränsad.

Made in Space/Redwire har tillverkat de första 3D-printade keramiska materialen I rymden Bilder:Redwire/Made in Space

USA-företaget Made in Space (som nyligen köpts av Redwire), har i slutet av året för första gången framgångsrikt tillverkat keramiska material i sin tillverkningsmodul CMM ombord på ISS med hjälp av additiv tillverkning/3D-printingtillsatstillverkning. Detta kan stimulera efterfrågan på rymdtillverkade produkter för marknader på jorden, och då vara en viktig drivkraft för rymdindustrialisering. Made in Space/Redwire hävdar att de rymdtillverkade delarna (en bladskiva för turbiner) och andra testbitar, visar att ”CMM kan producera keramiska delar som bättre kvalitet än komponenter som tillverkas på jorden. Små hållfasthetsförbättringar kan ge år till decennier av väsentligt bättre funktion och livslängd. ”

Ceramic Manufacturing Module (CMM), en kommersiell anläggning som 3D-printat Turbinskiva tillverkad i omloppsbana runt jorden Bilder:Redwire/Made in Space

Ny japansk robot arbetsbefriar astronauter

En sak vi har lärt oss på den internationella rymdstationen: astronauter är mycket upptagna människor. Över hälften av deras tid läggs på underhållsarbete på ISS. Därför är den senaste demonstrationen i höstas av en robot från det japanska företaget Gitai betydelsefull, även om det skedde i en ISS-kopia på jorden. Den kommer att användas i framtida utveckling av autonoma robotar som arbetar i den hårda rymdmiljön och som kan utföra docknings-, reparations- och underhållsuppgifter i omloppsbana och för att utföra olika uppgifter för byggande på och utforskning av månen.

”Vi är mycket glada över att vara världens första privata företag som genomför en teknisk demonstration av en rymdrobot, i samarbete med världens ledande leverantör av kommersiella rymdtjänster, Nanoracks,” säger GITAIs grundare och VD, Sho Nakanose. ”På den nuvarande rymdmarknaden finns det många aktörer som försöker lösa problem med transport till och från rymden, men väldigt få arbetar med utmaningen att erbjuda ett alternativ för att få arbete gjort i rymden”. Bild: Gitai

Företagens hemsidor och andra referenser

https://metalysis.com/      

https://www.composites.media/metalysis-awarded-european-space-agency-development-contract/

https://www.airbus.com/space.html            https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2020/10/roxy-turns-moon-dust-into-oxygen.html

www.gitai.tech

redwirespace.com/2020/12/02/redwire-technology-successfully-manufactures-ceramic-part-in-space-for-the-first-time/

news.satnews.com/2020/12/08/made-in-space-makes-history-with-manufacturing-iss-also-receives-nasa-award/

Kommentarer är stängda, men trackbacks och pingbacks är öppna.