Wake Shield Facility: Vesmírna výroba a lietajúce tanieriky

V 90. rokoch sa program vesmírnych rakiet Space Shuttle pokúšal využiť obežnú dráhu na výrobu tovaru a prispieť k ekonomike, okrem vedeckého výskumu. Jedným z najzaujímavejších projektov bola Wake Shield Facility – 12-metrový priemer "lietajúceho tanierika", ktorý mal vytvárať ultra vysoké vakuum pre výrobu vo vesmíre. Hoci sa program nakoniec neprejavil tak, ako sa plánovalo, ukázal potenciál vesmírnej výroby a inšpiroval k ďalším výskumom. V tomto článku sa pozrieme na Wake Shield Facility, jej dizajn, misie a prečo bol tento projekt nakoniec zrušený.

Prečo Vo Vesmíre? Výhody Vesmírnej Výroby

Na Zemi sú procesy ako epitaxia (vrstvenie tenkých vrstiev materiálu na povrch) obmedzované atmosférickými vplyvmi. Vo vesmíre je však okamžité vakuum, čo umožňuje výrobu s presnosťou a čistotou, ktoré nie sú na Zemi možné. To otvára dvere pre nové materiály a technológie s unikátnymi vlastnosťami.

Výzva: Vakuum vo Vesmíre

Hoci je vesmír vakuum, samotné vesmírne plavidlá znečisťujú toto prostredie uvoľňovaním plynov (outgassing) a výfukovými plynmi rakiet. Preto bolo potrebné vyvinúť spôsob, ako dosiahnuť ešte vyššie vakuum mimo samotného plavidla.

Riešenie: Wake Shield – Využitie Tieňa Lode

Wake Shield Facility bola navrhnutá tak, aby fungovala ďaleko od rakety a využívala tieň rakety na vytvorenie extrémne nízkeho tlaku – až miliónkrát nižšieho ako najlepšie vakuum na Zemi. Tento "tieň" vytváral prostredie ideálne pre výrobu, konkrétne pre epitaxiu.

Konštrukcia a Funkcie Wake Shield Facility

Wake Shield Facility bola komplexný systém, ktorý zahŕňal:

• Energetický systém: Silver-zincové batérie na zabezpečenie energie pre všetky operácie.
• Pohonný systém: Dusičnaté trysky pre manévrovanie a udržiavanie polohy.
• Systém riadenia polohy: Zaisťoval presné držanie polohy zariadenia vo vesmíre.
• Senzory: Monitorovali podmienky v vakuum a priebeh experimentov.
• Vybavenie pre epitaxiu: Primárne vybavenie na testovanie procesov výroby tenkých vrstiev materiálov.

Misie Wake Shield Facility: Úspechy a Ťažkosti

Wake Shield Facility bola vyslaná na tri misie Space Shuttle: STS-60 (1994), STS-69 (1995) a STS-80 (1996).

• STS-60: Prvá misia zažila problémy s riadením polohy, čo zatienilo nasadzovanie zariadenia. Napriek tomu boli získané prvé údaje o vakuum a vykonali sa obmedzené epitaxiálne procesy.
• STS-69: Táto misia bola úspešnejšia – Wake Shield Facility bola úspešne nasadená, voľne lietala tri dni a dokončila štyri cykly rastu tenkých vrstiev. Napriek tomu bolo vakuum nižšie ako očakávané kvôli uvoľňovaniu plynov.
• STS-80: Najdlhšia misia Space Shuttle priniesla ďalšie experimenty, hoci sa vyskytli problémy s prehriatím.

Zrušenie Programu a Budúcnosť Vesmírnej Výroby

Napriek demonštrovanému konceptu a získaným poznatkom bol program Wake Shield Facility v roku 1997 zrušený kvôli nedostatku financovania. Plánované vylepšenia a nástupca nikdy nevznikli. Dnes je pôvodná Wake Shield Facility vystavená na univerzite v Texase.

S klesajúcimi nákladmi na vypúšťanie rakiet a pokrokom vo vesmírnych technológiách však môže vesmírna výroba opäť vzbudiť záujem. Možnosť vyrábať materiály s unikátnymi vlastnosťami vo vesmíre predstavuje obrovský potenciál pre budúcnosť.

Kľúčové Poznámky

• Wake Shield Facility bola inovatívny projekt, ktorý sa pokúšal využiť vakuum vo vesmíre na výrobu materiálov.
• Koncept "tieňa" rakety bol kľúčový pre vytvorenie ultra vysokého vakua.
• Hoci program nakoniec nebol úspešný z finančného hľadiska, demonštroval potenciál vesmírnej výroby a inšpiroval ďalší výskum.

Zdroje

• Scott Manley YouTube Channel
• SUPERCRUISE PRODUCTIONS (Post-produkcia)

Približne 116 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.58 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.