У 1970-х роках, коли американську програму пілотованих космічних польотів намагалися хоч якось зберегти, а публіку вже не дивували висадки на Місяці, з’явилася фантастична думка про те, що в космосі легко можна було б виробляти деякі продукти, які важко виготовити на Землі, наприклад металеві пінки. Такі мрії ні до чого не привели: хоч яким вигадливим був би продукт, витрати на орбітальне виробництво ніколи не опускалися нижче від ціни, яку довелося б платити на Землі.
Утім, двом каліфорнійським компаніям, схоже, вдалося вирішити цю проблему. Made in Space та FOMS (Fiber Optic Manufacturing in Space — виробництво оптичних волокон у космосі) пропонують виготовляти оптичне волокно найвищої якості в умовах невагомості на Міжнародній космічній станції. За ціни $1 млн/кг цей матеріал вартий подорожі на орбіту й назад.
Оптичні волокна виготовляють, витягуючи скляні нитки діаметром із людську волосину. Заповнені цим волокном кабелі здійснили переворот у телекомунікаціях. Коли телефонний дзвінок кодується, скажімо, у вигляді лазерних імпульсів і надсилається через оптичне волокно, він може пройти набагато більшу відстань із меншою втратою якості сигналу, ніж під час використання мідного дроту. Як результат — мідна проводка майже повністю зникла з ужитку, якщо не рахувати останніх кількасот метрів під’єднання до клієнта.
Читайте також: The Economist: Хто ухвалює рішення?
Звісно, оптичне волокно можна вдосконалити. Скло містить домішки, які і поглинають, і розсіюють частину світла під час проходження через нього, що можна виправити додаванням германію, який зменшує поглинання і розсіювання. Але це не ідеальна відповідь.
Найкраще рішення знайшли у 1975 році дослідники Реннського університету у Франції. Це скло, виготовлене із суміші фторидів цирконію, барію, лантану, алюмінію та натрію, яке дістало назву ZBLAN. Волокна зі ZBLAN мають надзвичайно низький рівень втрат від поглинання і розсіювання, особливо в середній інфрачервоній частині спектра, де звичайне оптичне волокно працює незадовільно. Проте вони крихкі. Тому витягнути волокно завдовжки понад кілометр — важке завдання, яке, своєю чергою, робить їх непридатними для роботи на далеких відстанях. Вони також зазвичай містять крихітні кристали, які утворюються під час охолодження матеріалу. Це зводить нанівець ефект, який дає низький рівень втрат від поглинання та розсіювання, який, власне, і дає перевагу волокнам ZBLAN.
Однак за відсутності напруження від сили тяжіння, що діє на матеріал під час охолодження, можна витягувати набагато довші волокна. Також не утворюватимуться й кристали. І єдине велике доступне людині місце, де таких напружень немає, — космічна станція.
В обох компаніях заявляють про створення апарата для виробництва ZBLAN-волокон, достатньо компактного та легкого для транспортування і використання на космічній станції. Пристрій від Made in Space дещо нагадує ті 3D-принтери для екструзії пластику, які використовують умільці. Він заковтує заготовку зі ZBLAN. У печі кінчик заготовки розплавляється. Тонкі пасма волокна витягуються із зони плавлення. Але замість того, щоб зі ще м’яких волокон формувати об’єкт, їх покривають іншим видом скла для захисту, а тоді намотують на котушки для зберігання.
Читайте також: The Economist: Технобіженці
Made in Space вже має принтер для пластику на борту космічної станції. Його використовують для заміни пошкоджених дрібних деталей і предметів, щоб уникнути затримок через транспортування їх із Землі. Тому менеджери компанії мають усі підстави вважати, що їхній ZBLAN-екструдер теж працюватиме в умовах невагомості.
Уже зовсім скоро вони зможуть у цьому переконатися. Прототип було доправлено на космічну станцію в липні, і незабаром відбудеться випробування. Подібний пристрій, сконструйований FOMS, пошлють на орбіту пізніше цього року. Обидві компанії обіцяють волокно з параметрами, що будуть у 100 разів кращими за виготовлене на Землі, завдовжки десятки кілометрів.
Сказати, що це справді економічний процес, було б трохи неправильно, позаяк у бухгалтерських книгах немає графи з якоюсь сотнею мільярдів доларів на створення космічної станції. Але з огляду на те, що ці витрати вже в минулому, схоже, Made in Space і FOMS таки знайшли спосіб здійснити мрії 1970-х і заробляти гроші на виробництві в космосі.
© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved
Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com