improvisar coisas novas a partir das coisas que você tem faz parte da descrição do trabalho de um astronauta - pense na tripulação da Apollo 13 reformando o CO ₂ filtros para salvar suas próprias vidas, ou Mark Watney preso em The Martian, alimentando-se do Planeta Vermelho. Agora os planos estão em andamento para fabricar itens em órbita, e o astronauta Alexander Gerst da ESA argumenta que isso pode fazer uma grande diferença para viver e trabalhar no espaço.

Alexander, que passou pouco menos de um ano em órbita, tornando-se o segundo europeu a comandar a Estação Espacial Internacional (ISS) - palestrou no Workshop de Manufatura Avançada da ESA, que incluiu uma sessão especial sobre manufatura fora da Terra.

Embora as impressoras 3D para produção de plástico já tenham alcançado o espaço, o evento virtual ouviu como a ESA vai voar a primeira impressora 3D de metal em 2022, e os pesquisadores também estão planejando manufatura em larga escala, como espaçonaves imprimindo suas próprias antenas ou painéis solares após o lançamento. Oferecendo a perspectiva de um usuário único em seus 363 dias em órbita, Alexander descreveu a manufatura fora da Terra como uma virada de jogo para a exploração espacial.

"É incompreensível pensar no que a ISS realmente é, "Alexander começou." Nós o construímos no espaço, movendo-se aos 28, 000 km / h, fora de módulos fabricados em diferentes continentes e colocados juntos em órbita pela primeira vez. Aqueles de vocês que construíram uma casa, você poderia imaginar fazer isso sem poder ir ao Home Depot no caso de ter esquecido alguns parafusos ou algo assim? "

Descobrindo uma solução

Ele descreveu a ISS como uma simbiose de humanos e sistemas robóticos, com humanos trazendo as habilidades que os robôs não possuem - especialmente quando algo dá errado.

"Por exemplo, trabalhamos em mais de 600 experimentos científicos diferentes durante minhas missões Blue Dot and Horizons para a ISS, mas um do qual gosto particularmente é o Levitador Eletromagnético, um forno de microgravidade para metais. Parece um pouco com o meu bebê:foi muito trabalhoso instalar no Laboratório Europeu Columbus, porque um parafuso que o prendia no lugar para o lançamento ficou preso durante a instalação, e ameaçou todo o experimento.

"Depois de muita análise, decidimos serrar o parafuso, e sugeri cobrir a lâmina da serra com meu gel de barbear - para pegar quaisquer aparas de metal que, de outra forma, estariam flutuando perigosamente.

"Então houve uma vez que uma braçadeira foi sugada para dentro de um duto de ventilação, e tive que passar algumas horas pescando-o com um anzol que prendi em uma vara flexível. "

Outro exemplo de improvisação foi mais pessoal:"Eu fiz uma vela, na verdade, com fita adesiva Kapton brilhante e uma lanterna velha, para o aniversário do meu companheiro de tripulação. Não falei nada sobre isso, mas acabamos colocando-o todo o tempo para o jantar - como um sinal de que o dia de trabalho havia acabado e era hora de uma pausa mental. Por fim, recebemos um telefonema dos seguranças que devem ter visto em uma foto e dito 'não fique ofendido, mas é possível que você tenha uma vela aí em cima? ”Foi um elogio ótimo e engraçado - eles pensaram que poderia ser uma vela de verdade!

"Isso mostra como as pequenas coisas são importantes no espaço:com a manufatura fora da Terra, você pode até imaginar, no caminho para Marte, a filha de um membro da tripulação fazendo uma escultura de jardim de infância para o aniversário deles, em seguida, o tripulante o imprime a bordo e o coloca em seus aposentos. "

A bordo da ISS, itens perdidos podem eventualmente ser enviados no próximo foguete de abastecimento - o que não será o caso para expedições interplanetárias. Alexander afirmou que a manufatura fora da Terra se tornará muito importante durante as missões de longa duração longe de nosso mundo natal.

Alexander forneceu uma lista de possíveis casos de uso, incluindo itens grandes e volumosos, montagens e adaptadores mecânicos, coberturas e ferramentas especializadas, e, eventualmente, comida e até mesmo material biológico para fins médicos. A capacidade de reciclar todas essas peças para reimpressões subsequentes também seria uma grande vantagem.

impressao 3D, do solo para o espaço

Normalmente, o trabalho de design real para a fabricação fora da Terra seria feito no solo - mas é importante que aqueles que estão no solo tenham uma imagem precisa das condições no espaço. "A maioria das equipes de solo tem a impressão de que a configuração em órbita é conhecida com muita precisão, mas muitas vezes não é o caso:os registros podem estar desatualizados, e as configurações mudam com o tempo. "

Alexander deu o exemplo de seus colegas russos tentando aplicar coberturas de plástico para renovar as superfícies das paredes internas do módulo de serviço, mas descobrir que algumas das formas que foram produzidas não correspondiam à realidade após duas décadas em órbita, e teve que ser modificado para caber.

"O verdadeiro facilitador da chave é, na verdade, um ciclo de feedback fechado, com um sistema de medição e digitalização para obter dados precisos sobre geometrias e configurações antes de projetar a ferramenta para impressão, e também como método de controle de qualidade posteriormente. "

Apenas em missões altamente autônomas, como viagens a Marte, seria a equipe responsável por todo o ciclo de produção sozinha, sem assistência em solo - ou então durante emergências.

Alexander concluiu:"Para deixar a Terra, a lei governante mais importante é a equação do foguete, mas para viver no espaço, o mais importante é a Lei de Murphy - você precisa ter a mentalidade de que tudo o que pode dar errado pode acabar dando errado. É melhor estarmos preparados para isso, e a fabricação no espaço nos ajudará com isso. É uma virada de jogo que nos permite ir mais longe no espaço e reduzir o risco. Portanto, saúdo o esforço de fabricação fora da Terra da ESA para ajudar a Europa a garantir uma posição de liderança neste domínio promissor. "

Iniciativa de manufatura avançada da ESA

"Este workshop teve lugar como parte da iniciativa de Manufatura Avançada da ESA, para mostrar o estado da arte em tecnologias de fabricação e chegar à comunidade como uma oportunidade para discutir uma visão e estratégia de futuro, "observa Thomas Rohr, título da Secção de Materiais e Processos da ESA.

"Nossas mais de 40 atividades de desenvolvimento de tecnologia lançadas até agora abrem novas possibilidades em termos de liberdade de design, estágios de produção simplificados e custo ou tempo de execução reduzido, junto com o desempenho aprimorado do produto - e estender o processo de fabricação para o espaço fora da Terra é um elemento crucial de nossos esforços gerais com grande potencial para cenários de missão futura e casos de negócios comerciais. "